Inginerii americani au lansat în spaţiu primul satelit comercial cu o baterie cu energie nucleară, la bordul unei rachete SpaceX

Energia nucleară are încă atât de multe avantaje neexplorate, încât uneori e de-a dreptul uimitor că omenirea o cunoaşte de şapte decenii, dar aplicaţiile ei în viaţa reală sunt în continuare relativ limitate la reactoarele nucleare obişnuite şi abia în ultimii ani s-au intensificat variaţiile de dimensiuni ale acestora şi tipuri de răcire. În anul 1962, designerii şi inginerii auto îşi imaginau că în anul 2000 omenirea va circula cu automobile propulsate cu energie nucleară, cu mici reactoare sau mici baterii nucleare care să rezite decenii la rând, cât toată durata de viaţă a unei maşinii, fără nevoie de realimentare. Dar asta nu s-a întâmplat, la fel cum nici fuziunea nucleară nu a fost încă pe deplin stăpânită. Acum, însă, inginerii americani au realizat un salt tehnologic major, care să transpună acele viziuni de demult în realitate şi au lansat în spaţiu primul satelit comercial cu o baterie cu energie nucleară, la bordul unei rachete SpaceX.

Când am menţionat mai sus maşina propulsată nuclear, conceptualizată în 1962, ne refeream la prototipul Ford Seattle-ite XXI, maşina gândită pentru secolul XXI. Inginerii estimaseră pe atunci că, datorită densităţii şi puterii imense a energiei nucleare, maşina ar putea avea lejer 400 CP în forţa sa de propulsie. La baza sistemului de propulsie ar fi stat un micro reactor nuclear, care ar fi produs electricitate pentru electromotoarele de tracţiune, iar căldura generată putea fi folosită pentru încălzirea habitaclului.

Foto: Ford Seattle-ite XXI

Dar energia nucleară poate fi captată şi prin alte surse decât un reactor, care să genereze căldură prin reacţii de fisiune, iar acea căldură să încălzească un circuit de apă, generând abur care să propulseze o turbină, cum se întâmplă la reactoarele obişnuite. Substanţele radioactive sunt numite aşa pentru că radiază energie în procesul dezintegrării lor. Dacă se fac ajustările necesare la scară mică şi se inventează un captator direct, acea radiaţie poate fi transformată direct în electricitate, cu un randament chiar mai mare decât la reactoarele nucleare în termeni nucleari. Şi asta pentru că reactoarele nucleare folosesc doar o mică parte a potenţialului energetic al materialelor radioactive, între 4 şi 6% din ceea ce se conţine în combustibilul nuclear introdus în reactor, iar din ceea ce se reuşeşte a transforma în căldură, doar circa 33% ajunge transformat în electricitate. Deci randamentul de transformare din combustibil nuclear în electricitate e de circa 1,5-2% în prezent, restul de vreo 4% degajându-se în căldură, iar cea mai mare parte rămânând neutilizată în combustibilul folosit. Tocmai de asta se discută atât de mult despre căi de refolosire a acestui combustibil în noi cicluri de producţie.

Bateriile nucleare, însă, prin convertirea mai directă a radiaţiilor în energie, au şanse teoretice să treacă de cele 1,5-2%, mult mai departe de atât. Nu o fac în practică, încă. Dar logica spune că ar putea-o face, tocmai de asta şi ele ar fi o cale interesantă de evoluţie.

Calea cea mai logică şi intuitivă de a face asta e calea beta voltaică — iar analogia sonoră cu panourile fotovoltaice nu e întâmplătoare, întrucât şi principiul de funcţionare e similar. La fel cum panourile fotovoltaice transformă energia solară în electricitate, o baterie beta voltaică transformă radiaţiile nucleare în electricitate, diferenţa fiind că bateria nucleară conţine în construcţia sa şi stratul cu material radioactiv radiant şi stratul de captare şi transformare a radiaţiei în electricitate.

Atât panourile fotovoltaice, cât şi noua baterie despre care vorbim azi, au semiconductori care transformă energia recepţionată în electricitate. La panourile fotovoltaice, sursa energiei sunt fotonii din lumina solară, iar la bateria nucleară — particulele beta, adică electronii emişi de un material radioactiv în procesul dezintegrării sale.

Încă în ianuarie 2024, noi scriam despre o baterie nucleară creată de un startup din China, numit Betavolt, care livra 3V tensiune şi promitea o durată de viaţă de 50 de ani fără reîncărcare. Bateria foloseşte Nichel 63 ca izotop radioactiv şi are dimensiuni de 15x15x5 mm. Principiul de operare e exact acelaşi ca şi la bateria despre care vorbim azi, doar izotopul radioactiv folosit e diferit.

Iar alegerea izotopului determină tensiunea care poate fi asigurată, intensitatea curentului şi puterea livrată în final. Noi spuneam încă atunci că asemenea baterii nucleare au început a fi studiate încă în anii 1960 şi s-a descoperit că la putere mai mare, ele generează căldură prea mare, fapt care făcea utilizabile doar în cosmos. Însă dacă bateria e ajustată pentru o intensitate mult mai mică a curentului, atunci disiparea de căldură e minimă şi are loc pasiv. Tocmai de asta şi aceste baterii operează deocamdată cu valori mici de curent.

În martie 2025, scriam despre o altă echipă de ingineri chinezi, de la universitatea NWNU din Gansu, care au creat o altă baterie nucleară, numită Zhulong-1. De această dată bateria promitea 100 de ani durată de viaţă şi folosea un izotop numit Carbon 14. Captarea energie era realizată în mod similar de conductori, care asigurau convertirea lor în electricitate.

În august 2025, mai scriam despre o echipă de ingineri de la universitatea Xiamen şi de la Institutul de Energie Nucleară din China, care creaseră o baterie nucleară care promitea o durată de viaţă de 50 de ani, dar care anunţa un randament energetic de 3 ori mai mare decât elaborările anterioare. Şi mai exista o deosebire majoră în modul în care converteşte radiaţia în electricitate. Bateria e construită stratificat şi straturile radioactive conţin Stronţiu-90. Acestea emit particule beta, care ajung pe straturile scintilatoare — adică straturi rolul cărora e să modifice frecvenţa iluminării primite, în acest caz a iradierii. Aceste straturi scintilatoare sunt compuse din aluminiu, gadoliniu şi un component cheie — ceriul. Această combinaţie face acest strat scintilator să convertească radiaţia în fotoni vizibili, în loc să-i irosească în căldură. Deci, prin straturi scintilatoare se asigura creşterea semnificativă a randamentului, iar ultimul strat de captare era mai similar celor de pe panourile fotovoltaice, preluându-se fotoni pentru transformarea în electricitate.

Bateria despre care vorbim azi e una beta voltaică mai „clasică” şi foloseşte drept material radioactiv tritiul, un izotop al hidrogenului folosit şi în elaborările de fuziune nucleară. Bateria e dezvoltată de compania americană City Lab şi are numele de NanoTritium.

Tritiul e un material mai sigur din perspectiva radioactivităţii, având un timp de înjumătăţire de doar 12,3 ani, ceea ce permite ca eventuale incidente să aibă efecte mai reduse în amploare. Acest tritiu e „înţesat” într-o matrice produsă dintr-un material de tip metal hidrid. Particulele beta emise sunt captate de semiconductori, care le transformă în electricitate.

Tensiunea posibilă a acestei baterii poate de până la 2,4 volţi, iar intensitatea curentului poate varia până la 350 nA, adică 350 nanoamperi. E o valoare foarte mică a curentului, cu ideea că bateria furnizează curent mic, dar timp de 20 de ani fără încărcare.

Cei 350 nA sunt egali cu 0,000000350 amperi, iar la 2,4 volţi, puterea furnizată de baterie e de 0,00000084 waţi, sau 840 nW. Pentru o comparaţie, o celulă de baterie Tesla 2170, descărcată timp de o oră, poate livra 17,3 waţi, deci de vreo 20 milioane mai multă putere instantanee. Dar bateria Tesla vine dintr-un domeniu unde s-a avansat deja foarte mult, în timp ce bateriile nucleare sunt relativ incipiente şi oamenii de ştiinţă operează intenţionat cu valori nanometrice, pentru a avea mai multă siguranţă.

Ei bine, noua baterie NanoTritium a fost fost integrată acum în satelitul Betavoltaic Orbital High-Reliability (BOHR) şi a fost lansat în spaţiu de misiunea Transporter-17 a celor de la SpaceX, de o rachetă Falcon 9, alături de alte 80 de elemente transportate de la diferiţi comanditari.

Inginerii americani menţionează că întrucât acest satelit e primul comercial care are energia nucleară integrată la bordul lui, propulsia şi funcţiile de bază au rămas propulsate de energia solară şi doar funcţiile auxiliare de test sunt operare cu bateria nucleară. Astfel, are loc testarea noii baterii în condiţii de cosmos, pentru ca ulterior să se ajungă la propulsia totală a satelitului cu asemenea baterii.

Şi poate că într-o zi, dacă aceste baterii nucleare for evolua mai mult şi vor livra nu nanowaţi, ci waţi de putere, vom avea şi maşini electrice cu baterii care să ofere o autonomie măsurată nu în kilometri, ci în ani, precum cei 20 ani menţionaţi acum.