Betavoltaics on tapa saada tavallinen, kannettava sähkö pois radioaktiivisen hajoamisen orgaanisesta prosessista. Maailmassa olevat radioaktiiviset elementit hajoavat ja vapauttavat aina elektroneja. Koska sähkö on vain samaan suuntaan kulkeva elektronivirta, energiatekniikan asiantuntijat ovat pitkään etsineet näitä elementtejä tarjotakseen tehokkaan, turvallisen, pitkäikäisen, ympäristöystävällisen ja pienen vaihtoehdon muille virtaa tuottaville akkujärjestelmille.
Me kaikki ymmärrämme atomin vakaan mallin, jonka ydintä ympäröi elektronipilvi, joka voi tulla tai mennä. Mutta tietyntyyppiset elementit, joita kutsutaan radioaktiivisiksi isotoopeiksi, käyttäytyvät ajan mittaan aivan eri tavalla. Nämä isotoopit, kuten ”raskas” vety tai molybdeeni-100, käyvät läpi jatkuvan hajoamisen. Ydin “hajoaa”, mistä seuraa yksi neutroni ja yksi protoni vähemmän, jolloin vapautuu yksi elektroni kerrallaan. Näitä suurienergisiä, nopeita elektroneja kutsutaan beetahiukkasiksi.
Betavoltaic -tekniikka hyödyntää näitä eksyviä elektroneja sähköenergian lähteenä. Betavolttiyksikön ulkopuolella toimivan yksikön on sisällettävä asianmukainen radioaktiivinen isotooppi sekä toinen puolijohdekomponentti, joka auttaa yksittäisten elektronien reitittämisessä sähköksi. Vaikka betavoltaics on teoreettinen vuosikymmenien ajan, se on nyt saamassa käytännön suosiota keinona tuottaa erittäin tehokkaita, erittäin pitkäikäisiä paristoja, joita kutsutaan “ydinparistoiksi”.
Luotettavan betavolttiikan kehittäjille on useita haasteita. Esimerkiksi joskus isotooppi absorboi ne kelluvat elektronit uudelleen, joten ne eivät enää voi tulla sähköksi. Tämä voidaan ratkaista kehittämällä erityisiä puolijohteita piistä. Toiseksi, isotooppi voi reagoida puolijohtimen kanssa hyödyttömällä tavalla, mikä tekee siitä vähemmän tehokkaan. Myös rappeutumisnopeus voi olla liian hidas virtaamaan mihinkään suureen, kuten avaruusalukseen.
On melkein yhtä tärkeää selittää, mitä betavoltaics ei ole, toisin kuin mitä se on. Betavoltaicsilla ei ole mitään tekemistä sen kanssa, miten ydinreaktorit tuottavat sähköä jättiläisvoimalaitoksissa. Ydinreaktorien on pakotettava massiiviset ydinreaktiot, kuten fissio ja fuusio, tuottamaan energiaa erittäin epävakaista elementeistä. Betavoltaics ei kuitenkaan ole pienikokoinen versio voimalaitoksesta, joka mahtuu akun sisään. Se on täysin erilainen tekniikka, eikä sitä pidä sekoittaa muiden ydinenergian vaarojen tai mysteerin kanssa. Luultavasti radioaktiivista jätettä ei synny eikä ydinvoiman romahtamisen uhkaa.