核电池听起来像是可移动的小型核电厂，但其实该技术并不是采用核分裂来产生能量，而是把放射性同位素衰变产生的能量转换成电力，更是个号称使用寿命可长达 100 年的电池，俄罗斯国立核研究大学（MEPhI）近期便成功透过同位素镍 63 奈米簇将 β 射线转换成电，有助于医疗微型设备、小型机器人与航太探测器。
心律调节器、微型感测器、动脉血压测量系统等医疗微型设备基本上难以维修，电池也与机器一体成形，因此不管是电池电量耗尽、还是手术更换过程都可能会危及病患生命，若是该技术可突破商业化门槛将大有裨益。
现在目前已经可以透过微机电系统（micro-electromechanical）与奈机电系统（nano-electromechanical）把操作范围限制在微米、甚至是奈米范围内，让科学家打造更小的医疗与远程设备，但仍缺乏相对应的电池，现在的微型锂离子电池、小型太阳能电池或是燃料电池体积还是太大，而且也有寿命限制。
因此科学家将目光转向核电池，虽然该电池转换效率仍不高，但已足以应付微型设备。其中核电池大致分成两种类，“热转换型核电池”运用会释放大量热能的同位素，诸如钚 238、锔 244 及锔 242 等，再透过热电或光电效应来转换成电。而另一种、同时也是 MEPhI 采用的技术为“非热转换型核电池”（射线电池），利用衰变时释放的 β 粒子来发电。
用射线来发电听起来有点可怕，但其实只要一层金属壳就能将 β 射线挡住，封装完善就完全不会对人体造成影响，其中镍 63 为备受看好的软性 β 放射线元素之一，其更具有长达百年的半衰期。
MEPhI 物理技术度量衡问题学院助理教授 Pyotr Borisyuk 表示，团队透过研究镍奈米簇镍薄膜的电─物理特性，打造“不同于以往”的物理系统，可以有效将镍 63 同位素的 β 衰退能量转换成电，且镍奈米簇薄膜内部还可产生二次电子，进一步增强 β 粒子非弹性碰撞产生的电流。
该物理系统由一排密集的镍奈米簇组成，奈米粒子会在二氧化硅表面呈梯度分布（gradient distribution）。研究员指出，形成镍 63 奈米簇与奈米粒子梯度分布并非易事，团队得利用不同大小的奈米粒子来打造电压固定的涂层，实验中也没有使用难以制造的半导体系统来转换镍 63 的衰退能量。
透过独特的镍奈米簇薄膜与梯度分布技术，核电池又朝商业化更进一步，对于微型医疗设备、或是在航太与极地深海等地方来说，拥有一颗使用寿命长的电池是相当重要的事情。目前研究已发表在《Applied Physics Letters》。
- Scientists to develop long-lasting battery with unorthodox methods
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：Flickr/massmatt CC BY 2.0）
