Τα βήταβολταϊκά είναι ένας τρόπος να αφαιρέσετε τη συνηθισμένη, φορητή ηλεκτρική ενέργεια από την οργανική διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης. Τα ραδιενεργά στοιχεία στον κόσμο διασπώνται πάντα και απελευθερώνουν ηλεκτρόνια. Δεδομένου ότι ο ηλεκτρισμός είναι απλώς μια ροή ηλεκτρονίων που ταξιδεύει προς την ίδια κατεύθυνση, οι ειδικοί στην ενεργειακή τεχνολογία έχουν εξετάσει εδώ και καιρό αυτά τα στοιχεία για να παρέχουν μια αποτελεσματική, ασφαλή, μακροχρόνια, φιλική προς το περιβάλλον και μικροσκοπική εναλλακτική λύση σε άλλα συστήματα μπαταριών που παρέχουν ενέργεια.
Όλοι καταλαβαίνουμε το σταθερό μοντέλο ενός ατόμου, με τον πυρήνα να περιβάλλεται από ένα σύννεφο ηλεκτρονίων που μπορεί να έρχονται ή να φεύγουν. Όμως ορισμένα είδη στοιχείων, που ονομάζονται ραδιενεργά ισότοπα, συμπεριφέρονται αρκετά διαφορετικά με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα ισότοπα, όπως το «βαρύ» υδρογόνο ή το μολυβδαίνιο-100, περνούν από μια συνεχή διαδικασία που ονομάζεται αποσύνθεση. Ο πυρήνας «διασπάται», με αποτέλεσμα ένα λιγότερο νετρόνιο και ένα επιπλέον πρωτόνιο, απελευθερώνοντας έτσι ένα μόνο ηλεκτρόνιο τη φορά. Αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας και υψηλής ταχύτητας ονομάζονται σωματίδια βήτα.
Η τεχνολογία Betavoltaic αξιοποιεί αυτά τα αδέσποτα ηλεκτρόνια ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Μια μονάδα που λειτουργεί εκτός βήταβολταϊκών πρέπει να περιέχει ένα κατάλληλο ραδιενεργό ισότοπο καθώς και ένα άλλο στοιχείο που ονομάζεται ημιαγωγός που βοηθά στη δρομολόγηση των μεμονωμένων ηλεκτρονίων σε ηλεκτρική ενέργεια. Παρόλο που τα βήταβολταϊκά θεωρητικοποιούνται εδώ και δεκαετίες, κερδίζουν πλέον πρακτική δημοτικότητα ως τρόπος παραγωγής πολύ αποδοτικών, πολύ μακράς διαρκείας μπαταριών με το παρατσούκλι «πυρηνικές μπαταρίες».
Υπάρχουν πολλές προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι προγραμματιστές αξιόπιστων betavoltaics. Για παράδειγμα, μερικές φορές το ισότοπο απορροφά εκ νέου αυτά τα αιωρούμενα ηλεκτρόνια, έτσι δεν είναι πλέον ελεύθερα να γίνουν ηλεκτρισμός. Αυτό μπορεί να λυθεί με την ανάπτυξη ειδικών ημιαγωγών από πυρίτιο. Δεύτερον, το ισότοπο μπορεί να αντιδράσει με τον ημιαγωγό με έναν μη χρήσιμο τρόπο που τον καθιστά λιγότερο αποτελεσματικό. Επίσης, ο ρυθμός αποσύνθεσης μπορεί να είναι πολύ αργός για να τροφοδοτήσει οτιδήποτε μεγάλο, όπως ένα διαστημόπλοιο.
Είναι σχεδόν εξίσου σημαντικό να εξηγήσουμε τι δεν είναι τα betavoltaics, σε αντίθεση με το τι είναι. Η Betavoltaics δεν έχει καμία σχέση με τον τρόπο που οι πυρηνικοί αντιδραστήρες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια σε γιγάντια εργοστάσια παραγωγής ενέργειας. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες πρέπει να αναγκάσουν μαζικές πυρηνικές αντιδράσεις, όπως η σχάση και η σύντηξη, να παράγουν ενέργεια από πολύ ασταθή στοιχεία. Η Betavoltaics, ωστόσο, δεν είναι μια μικρογραφία μιας μονάδας παραγωγής ενέργειας που μπορεί να χωρέσει μέσα σε μια μπαταρία. Είναι μια εντελώς διαφορετική τεχνολογία και δεν πρέπει να συγχέεται με τους κινδύνους ή το μυστήριο άλλης πυρηνικής ενέργειας. Πιθανώς δεν παράγονται ραδιενεργά απόβλητα και σίγουρα δεν υπάρχει κίνδυνος πυρηνικής κατάρρευσης.