Kärnavfallets isotoper kan driva morgondagens drönare och satelliter – DARPA tilldelar miljontals dollar till radioaktiva kraftceller

Avfall som kraftkälla

Det finns något nästan paradoxalt vackert i tanken: det material vi lagt enorma resurser på att hantera, kyla och isolera från omvärlden – kärnkraftsavfall – skulle kunna vara precis den energikälla som löser ett av försvarsteknikens svåraste problem. Hur ger man en drönare eller satellit tillräckligt med ström under lång tid, utan att den blir för tung för att lyfta?

Det är frågan som det amerikanska försvarsforskningsprogrammet "Rads to Watts" försöker besvara, enligt en rapport från Defense One. Programmet leds av DARPA och syftar till att utveckla ultralätta kraftkällor med hög energitäthet – specifikt radioisotopbaserade celler som omvandlar strålning direkt till elektricitet.

Nyligen tilldelades ett kontrakt värt drygt 3,3 miljoner dollar för att ta fram en fungerande bevismodell. Målet är konkret: mer än 10 watt per kilogram, med en livslängd på flera år. För den som jobbar med inbyggda system vet man att det är en specifikation som får konventionella batterier att blekna.

Så fungerar tekniken

Företaget Project Omega, grundat av Stafford Sheehan, beskriver sina kraftceller som minigeneratorer. Sheehan sätter det i ett begripligt sammanhang:

"Solceller omvandlar solljus direkt till el. Våra enheter omvandlar strålning direkt till el."

Det är faktiskt en träffsäker liknelse. Precis som en solcell använder fotovoltaisk effekt, använder dessa celler en halvledarbaserad omvandlare för att fånga upp energin från radioaktivt sönderfall. Isotopen som används är strontium-90, utvunnet ur kärnavfall. Strontium-90 anses vara ett säkrare alternativ än plutonium-238, som är standardvalet i rymdbaserade radioisotopgeneratorer – de system som drivit rymdsonder som Voyager och Cassini i decennier.

Det är alltså ingen helt ny princip, men tillämpningen är ny. Att krympa och lätta ned tekniken tillräckligt för militära drönare och mindre satelliter är det tekniska språnget som nu verkar vara inom räckhåll.

Ett brett konsortium bakom

Det är värt att notera hur forskningen är organiserad. Morgan State University är huvudentreprenör och ansvarar för grundforskningen. Pacific Northwest National Laboratory hanterar kärnmaterial och provning – en kritisk roll med tanke på de strikta krav som omgärdar radioaktivt material. Företagen Northrop Grumman och ARA bidrar med beräkningsmodellering, medan Widetronix konstruerar den halvledarbaserade strömomvandlaren.

Detta är ett typiskt DARPA-mönster: ett nätverk av akademi, nationella laboratorier och industri som arbetar parallellt mot ett gemensamt tekniskt mål. Det ökar takten men kräver noggrann samordning – särskilt när kärnmaterial är inblandat.

Militär teknik som förändrar energilandskapet

Det är lätt att se detta enbart som ett försvarsprojekt, men historien ger anledning att tänka bredare. GPS, internet, och drönare själva – alla har militära rötter. Om "Rads to Watts" lyckas leverera en kompakt, långlivad kraftkälla med hög energitäthet, kommer samma teknik att vara intressant för civila tillämpningar: väderballonger, autonoma havssensorer, utrustning i arktiska miljöer där solceller inte fungerar och batterier dräneras av kylan.

Den verkliga nyheten är inte bara att DARPA satsar pengar på ett spännande projekt – det gör de hela tiden. Nyheten är att synen på kärnkraftsavfall som enbart ett problem börjar luckras upp. Strontium-90 är en biprodukt från kärnkraftsreaktorer och kärnvapenprov som annars kräver kostsam och långsiktig förvaring. Att omvandla det till en resurs – om än i begränsad skala – är ett tankeskifte med potentiellt stora konsekvenser.

Prototypen är ännu inte klar, och vägen från bevismodell till serietillverkning är lång. Men riktningen är tydlig, och det är svårt att inte fascineras av vad som håller på att hända.