Di, 19. Februar 2019
18.01.2019 11:30

Medizinisch nutzbar

Russische Forscher erfinden Mini-Atombatterien

Ein großer medizinischer Fortschritt ist Forschern laut eigenen Angaben in Russland gelungen: Sie entwickelten Mini-Atombatterien, die auch im menschlichen Körper eingesetzt werden können und 50 Jahre am Stück laufen - ohne Wartung.

Den Wissenschaftlern gelang es, eine mögliche Energiequelle, das radioaktive Isotop Nickel-63, in einer Gaszentrifuge auf mehr als 69 Prozent anzureichern, teilte der staatliche russische Hersteller von Kernbrennstoffen, TVEL, in Moskau kürzlich mit. Vom Grad der Anreicherung hängt die Lebensdauer der Batterie ab. Noch 2019 solle in der Forschungsanlage in Selenogorsk in Sibirien eine Anreicherung von mehr als 80 Prozent erreicht werden. Laut TVEL liegen kompakte Atombatterien mit einer Lebensdauer von bis zu 50 Jahren derzeit im Trend im Instrumentenbau und in der Funkelektronik.

Für Herzschrittmacher und andere Biostimulatoren geeignet
Atomgetriebene Mikrobatterien eignen sich dort, wo winzige Energiequellen über lange Zeit wartungsfrei funktionieren müssen. Als Einsatzgebiete nannte das Tochterunternehmen der russischen Atombehörde Rosatom Weltraum-, Militär- oder Industrieanlagen. Aber auch „Herzschrittmacher und andere Biostimulatoren“ könnten aus diesen Atombatterien versorgt werden. Zum Vergleich: Der Hersteller Medtronic gibt auf seiner Webseite an, dass die Batterien seiner Herzschrittmacher etwa fünf bis zehn Jahre halten - je nachdem, wie häufig das Gerät aktiv werden muss.

Strom durch künstlichen Zerfall
Der Strom entsteht bei nuklearen Minibatterien nicht wie im Atomkraftwerk infolge der Energieentwicklung einer Kernspaltung, sondern aus dem natürlichen Zerfall künstlicher Radioisotope wie Nickel-63 oder Tritium. An solchen Batterien arbeiteten Forschungsgruppen in mehreren Ländern, teilte das deutsche Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) mit. Diese Art der direkten Stromgewinnung aus radioaktivem Zerfall wird als Betavoltaik bezeichnet.

Ohne schädliche Strahlung
Nickel mit dem Elementsymbol Ni ist ein Metall. Das künstlich hergestellte Isotop Ni-63 hat eine Halbwertszeit von 100 Jahren. Es zerfalle in eine „sanfte Beta-Strahlung ohne schädliche Gamma-Strahlung“, teilte TVEL mit. Damit kommt es für den Einsatz in der Medizin infrage. Zum Abschirmen dieser Strahlen reiche „schon eine einfache Plastikverpackung“, sagte ein BfS-Sprecher.

Neu ist die Idee atomgetriebener Herzschrittmacher nicht. Mitte der 1970er-Jahre seien einigen Patienten in den USA, aber auch in Deutschland Batterien mit dem Isotop Promethium-147 eingepflanzt worden, teilte das BfS mit. Dabei habe es aber Probleme bei der Größe, der Lebensdauer und der Abschirmung gegen Strahlung gegeben.

Batterien für die NASA
Die US-Raumfahrtbehörde NASA verwendet seit Langem Atombatterien - sogenannte RTGs (Radioiosotope Thermoelectric Generators) - als Energiequelle für Anlagen im Weltraum. Dabei wird meist der sehr starke Alphastrahler Plutonium-238 genutzt. Die Sowjetunion stattete früher auch Leuchttürme und andere entlegene Anlagen mit RTGs aus.

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