DARPA 核廢料電池瞄準 30 年續航，短期唔關消費級航拍機事
Sr-90 衰變直接變電，賣點係長時間低功率，啱偏遠任務。
先講清楚：呢件事仲係 DARPA 研發
Tom’s Hardware 呢單吸引位係「30 年核廢料電池推無人機」，但背景要收窄少少。Morgan State University 喺 2026 年 4 月公布攞到 DARPA Rads to Watts 337 萬美元合約，帶住 Northrop Grumman、PNNL、Project Omega、ARA 同 Widetronix 做 SYMPHONEE。Defense One 7 月 3 日報道，呢個計劃想喺 2027 年初交到一個 30 年電池早期原型，目標輸出超過 10 W/kg。換句話講，呢度講緊科研合約同 proof-of-concept，離量產電池仲有好長距離。
值得睇嘅位其實同手機快充無關，DARPA 想處理長駐系統最煩嗰樣嘢：電力補給。海底 sensor、偏遠通訊站、衛星、長時間待命無人機，瓶頸好多時喺換電同補給成本，高到任務本身唔划算。核衰變電源嘅吸引力，就係可以細細力、長長氣咁供電，俾系統長期醒住、間中傳資料，甚至慢慢幫另一組儲能充返電。
圖片：DARPA / Alan Clarke
Sr-90 其實點樣變電
Sr-90 係核裂變產物，EPA 資料指半衰期約 29 年，佢衰變成釔-90 時放出 beta 粒子；釔-90 再用約 64 小時衰變，beta 能量仲高。radiovoltaic 嘅玩法係將放射源貼近半導體，beta 粒子打入半導體後產生電荷，再由電路收走。C&EN 形容 Project Omega 嘅 betavoltaic 概念似太陽能電池，不過入射能量由陽光換成 beta 粒子；Morgan State 呢隊則講緊多層 SiC PIN 結構，想用堆疊方式提高輸出。
同鋰電最大分別，係鋰電先儲起化學能，要用嘅時候一次過抽出嚟；Sr-90 電源一路衰變一路出電，輸出好穩但好細，30 年講法亦唔代表 30 年都滿血。去到差唔多一個半衰期，放射活度大約跌一半，工程上要預留後期功率下滑。咁嘅電源最啱做 base load，推馬達、起飛、快充呢啲高峰值工作，通常仲要靠電池或超級電容頂住。
同 RTG 亦要分開睇。NASA 用開嘅 RTG 係食 Pu-238 衰變熱，再用 thermocouple 變電，重點係熱；Rads to Watts 主打 radiovoltaic，想直接收放射粒子嘅能量。直接變電少咗熱機/溫差嗰層，但半導體會受輻射打殘，DARPA program page 都講明，材料缺陷會拖低效能同壽命，所以佢要用新材料、堆疊結構同耐輻射設計去搏高功率密度。
圖片：Morgan State University
30 年續航，重點係 duty cycle
Tom’s Hardware 同 Defense One 都將「無人機」放喺標題，容易令人諗起航拍機連飛幾十年。實際上，現階段合理想像係另一種 duty cycle：平台長期待命，感應器同通訊模組一路開住，主電池慢慢充，到有任務先短時間開摩打或推進器。對 persistent drone 或海上無人艇嚟講，呢個已經有價值，因為好多任務最怕嘅位，係幾個月、幾年之後部機瞓死、失聯，或者要派人出去換電。
安全同法規亦係硬關。Project Omega 向 Defense One 講 Sr-90 危險性低過 Pu-238，但 EPA 資料同時提醒，Sr-90 入到身體會似鈣咁走入骨同骨髓，封裝、運輸、回收全部都要好嚴。呢類電源短期只會喺受管制嘅軍事、太空、海底或偏遠設備出現；玩開消費級航拍機嘅人，唔使諗下一代 DJI 加個核電池版。
下一步睇原型點交功課
而家最值得睇嘅係 2027 年初嗰個原型交到咩數，宣傳片幾型反而其次：實際連續輸出、整套封裝後 W/kg、輻射測試後衰減、熱管理、shielding 重量、同安全處理流程。DARPA 自己嘅 FAQ 已經講到，單純用創意假設湊夠 10 W/kg 無乜用，radiovoltaic unit cell 嘅 figure of merit 先會攞嚟比較。呢點好關鍵，因為只要加多保護殼、電源管理同備用電池，紙面功率密度好快會縮水。
我會當呢件事係能源同 autonomous systems 嘅早期信號，唔當佢係消費產品前奏。AI 無人系統要長時間部署，電池物流就會變成硬限制；核廢料衰變電源如果做到穩定、可管、可驗證，偏遠 sensor、海底設施同太空平台會最先受惠。至於普通航拍機，鋰電同固態電池路線暫時仍然貼地得多。
參考來源
- Tom's Hardware — DARPA plans 30-year endurance nuclear waste batteries to power next-gen drones, says report — project SYMPHONEE aims to harvest Strontium-90 to power persistent military drones — original report
- Morgan State University - $3.37M DARPA Rads to Watts Contract Awarded — primary source，核實合約金額、SYMPHONEE 名稱、團隊組成同技術方向。
- DARPA - Rads to Watts — 官方 program page，核實 radiovoltaic 目標、功率密度同輻射耐受難位。
- Defense One - These light-weight power cells run on nuclear waste and could power next-gen drones — 30 年 prototype、2027 年初、超過 10 W/kg 同 PNNL 風險提示嘅主要來源。
- C&EN - Project Omega comes out of stealth with nuclear batteries and recycling — 補 Project Omega、Sr-90 betavoltaic 概念同核廢料回收背景。
- EPA - Facts About Strontium-90 — 核實 Sr-90 半衰期、beta 衰變同健康安全背景。
- NASA Science - Power: Radioisotope Thermoelectric Generators — 用嚟對照 RTG 係食 Pu-238 衰變熱，再用 thermocouple 出電。
本文根據原文及公開資料整理；資料有出入時，以原文及官方資料為準。
