Bateria nuclear brasileira poderá durar 200 anos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/01/2024

Medições do rendimento do protótipo da bateria nuclear brasileira - o dispositivo quadrado cinza dentro da câmara amarela, à direita.
[Imagem: E.R. Paiva/IPEN-CNEN]

Bateria atômica de amerício

Enquanto uma empresa chinesa anunciava uma bateria nuclear com duração de 50 anos, pesquisadores brasileiros divulgaram seu próprio feito, mostrando uma bateria que poderá durar quatro vezes mais.

A bateria nuclear brasileira está sendo desenvolvida por uma equipe do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), em São Paulo (SP).

Enquanto a bateria chinesa é baseada no isótopo radioativo níquel-63 (⁶³Ni), que tem meia-vida de 100,1 anos, a bateria nuclear brasileira usa o isótopo amerício-241 (²⁴¹Am), que tem meia-vida de 432 anos.

Meia-vida é o período de tempo necessário para que metade de uma dada quantidade de um radioisótopo transforme-se em outro elemento devido à emissão de uma partícula. Assim, a bateria nuclear baseada em amerício-241 tem potencial para continuar fornecendo pelo menos metade de sua carga original por mais de dois séculos.

Diversos radionuclídeos têm sido utilizados no desenvolvimento de baterias nucleares, dependendo do tempo de duração da carga e potência desejados. Entre os mais utilizados estão o estrôncio-90, plutônio-238 e o próprio amerício-241, que são materiais obtidos por meio do reprocessamento de combustível nuclear utilizado em reatores.

Essa etapa do ciclo do combustível nuclear não é realizada no país, mas o IPEN possui o material como rejeito radioativo, o que o torna particularmente interessante para uma aplicação de longa duração - o amerício-241 tem diversos usos, como nos medidores de densidade do combustível dos aviões.

As fontes radioativas (Am-241) são postas junto com um material termoelétrico (TEGs), que transforma o diferencial de temperatura em energia elétrica.
[Imagem: E.R. Paiva/IPEN-CNEN]

Fraca por falta de combustível

No protótipo da bateria nuclear foram usadas 11 fontes de amerício-241, com cerca de 2,9 Curies (Ci). O calor gerado pelo decaimento radioativo é então passado para um material termoelétrico, o qual transforma um diferencial de temperatura em eletricidade.

Em razão da limitação da quantidade de material radioativo disponível para a construção do protótipo, o aumento de temperatura gerado pela bateria é pequeno, de cerca de 6 ºC. Em conjunto com o material termoelétrico utilizado pela equipe, a bateria gera uma tensão elétrica de apenas 20 milivolt.

Apesar do baixo rendimento, o protótipo serviu para demonstrar a viabilidade do conceito. Segundo a pesquisadora Maria Alice Ribeiro, com materiais de maior atividade será possível construir uma bateria com capacidade suficiente para energizar sensores e pequenos dispositivos da internet das coisas - por exemplo, cita ela, uma estação meteorológica remota.

A equipe agora está lidando com os trâmites legais para viabilizar o licenciamento das baterias nucleares e regulamentar seu uso.