原子力エネルギーと聞いて、どんなイメージが浮かびますか？
原子核の崩壊から生じる熱を電力に変換する「原子力電池」は、これまで宇宙探査機や人工衛星など限られた分野で使用されてきました。
多くの人は、原子力発電所や複雑な安全問題を思い浮かべるかもしれません。
しかし、最近、中国から革新的な技術が登場しています。
それは、中国の新興企業である「ベータボルト・テクノロジー（北京貝塔伏特新能科技有限公司）」が、民生用途として初めて超小型の原子力電池を開発に成功したと発表しました。
ベータボルト社によれば、この新しい原子力電池はコインと同じサイズであり、メンテナンスや充電を必要とせず50年間使用できるとのことです。
もしもこの発表が事実であり、この技術が進展すれば、「将来的にはスマートフォンの充電が不要になるかもしれません」。
そこでこの記事では、この超小型原子力電池のしくみは？安全なのか？についてまとめていきます。
中国ベータボルト社が民生向け「超小型原子力電池」を発表！
「原子力電池」とは、放射性同位体が放射線を出しながら熱エネルギーを発することで電力を生成する電池です。
放射性同位体によって崩壊が続く時間は異なるため、より長く続くものを使用することで長寿命の電池が得られます。
その寿命は「数十年」または「百年以上」とも言われており、人間にとっては「一生使える電池」となります。
原子力電池が使用された例としては、地球から遠く離れた場所で活躍する「宇宙探査機」や「人工衛星」などがあります。
実際、1977年に打ち上げられた無人宇宙探査機「ボイジャー1号」「ボイジャー2号」には、原子力電池が搭載されており、数十年にわたって、それらのコンピューターに電力を供給し続けてきました。
もしもこのような長持ちする電池を一般家庭向けに開発できるなら、私たちの生活は大きく変わることでしょう。
原子力電池の小型化や一般家庭での利用は、世界的にも注目されている分野です。
そして最近、中国のベータボルト社（Betavolt Technology：北京貝塔伏特新能科技有限公司）は、一般家庭向けとしては初めての超小型原子力電池の開発に成功したと発表しました。
中国のベータボルト社が開発したと主張する原子力電池は、放射性同位体ニッケル63を利用したものです。ダイヤモンド半導体の間に厚さ2μmのニッケル63のシートを配置し、モジュール化することで、ニッケル63の崩壊エネルギーを電力に変換できるというのです。彼らの発表では、原子力電池1つのサイズが15mm×15mm×5mmとなっており、1円玉（直径20mm、厚さ1.5mm）よりもコンパクトです。そして、この電池1つで100μWの電力を50年間にわたって供給し続けられるようです。（ナゾロジーゾロジーより抜粋）
初めて民生向けに実用化できるレベルの小型化、モジュール化、低価格化を実現した原子力電池が開発され、つまり、一般消費者が日常で使用できる製品への応用が可能になりました。
この電池は50年間安定した発電が可能で、充電やメンテナンスが不要です。
ニッケル63のベータ粒子を利用し、2枚の厚さ10μmの単結晶ダイヤモンド半導体でニッケル63を挟み込むモジュール構造を採用しています。
この技術は、原子力エネルギーの新たな形として、今後のエネルギー解決策の一つとして期待されています。
また、これらの電池は50年間安定したエネルギーを供給する可能性があり、小型ドローンなどの機器での活用が期待されています。
「原子力電池」の基本的な仕組みは？
原子力電池は、放射性物質の崩壊エネルギーを電力に変換する装置です。
通常の電池とは異なり、核反応を利用して安定した電力を長期間供給することができます。
この技術は、長期間の電力が必要な環境や機器で重宝されています。
原子力電池の基本的な仕組みは、放射性同位体がベータ崩壊を起こし、その際に発生するエネルギーを電力に変換することにあります。
例えば、トリチウムは水素の放射性同位体で、ベータ線を放出しながらヘリウム3に変化します。このベータ線のエネルギーを捕捉し、電力に変換することで、原子力電池は動作します。太陽電池などを使って光を電力に変換することで、微弱ながらも長期間安定した電力を供給することができます。
原子力電池は、宇宙探査機や遠隔地での観測機器、心臓ペースメーカーなど、長期間連続して動作する機器に主に使用されます。
これらの機器は、定期的な電池交換や充電が難しい環境で使用されるため、原子力電池の長寿命と高い信頼性が大きな利点となります。
また、軍事用途や一部の消費者向け製品（特殊な腕時計など）でも利用されています。
「原子力電池」は安全なのか？
原子力電池には便利な面がありますが、その一方で多くの短所も存在します。
原子力電池は放射線を発生するため、適切な管理が行われないと使用時や廃棄時に放射線を浴びる危険があります。
その原子力電池の危険性から、使用できる用途が限られています。
具体的には、宇宙探査や遠隔地での使用に限られ、日常生活での使用はできません。
放射性物質の使用と取り扱いには国際規制があり、運用が制限されることがあります。日本国内でも、製造や輸送、保管、廃棄に関して厳しい基準が設けられており、簡単には作れないし、使えないものとなっています。
原子力電池の安全性は、その構造と使用される放射性同位体によって異なります。
電池は、高いレベルの放射線遮蔽が必要ですが、適切な設計により安全に使用することができます。
放射性物質の量が少ないため、環境への影響も従来の原子力発電所と比較して小さいとされています。
ただし、廃棄時の取り扱いや、万が一の事故発生時の対応には特別な配慮が必要です。原子力電池の普及には、これらの安全性と環境への影響を考慮した厳格な設計と規制が重要です。
まとめ
原子力電池は、その特異な性質から多くの分野で革新的な応用が期待されていますが、安全性と環境への影響には常に注意が必要です。
将来の技術開発においては、これらの課題を乗り越え、より安全で持続可能な方法での利用が鍵となります。
私たちは、それに伴うリスクと責任を理解し、賢明な利用を知った上で、原子力電池の進化がもたらす未来の可能性に期待したいものです。
