Есть много причин для этой ситуации.

1. Производимая мощность не регулируется . Батарея вырабатывает мощность с почти постоянной скоростью (медленно затухающей со временем). Она не может быть увеличена, и если она не потребляется (или не накапливается), энергия теряется.

2. (Упоминается DumpsterDoofus) низкая удельная мощность .${}^{63}\text{Ni}$например, вырабатывает ~ 5 Вт / кг (здесь кг - это просто масса радиоактивного материала, фактическая батарея была бы как минимум на порядок тяжелее). Есть, конечно, изотопы с гораздо большей плотностью мощности, но они сталкиваются с другими проблемами.

3. Полупроводниковое повреждение . Если мы попытаемся увеличить мощность за счет использования изотопов с более высокой энергией распада, мы обнаружим, что электроны с высокой энергией повреждают полупроводники, сокращая срок службы батарей во много раз меньше, чем период полураспада изотопа. Альфа-частицы, в частности, повреждают p-n-переходы, поэтому даже если (например)${}^{238}\text{Pu}$дает 0,55 Вт/г альфа-излучения, используется в основном в термоэлектрических схемах, а не в преобразователях прямой энергии.

4. Гамма-излучение . Многие изотопы имеют гамма-излучение как вторичный способ распада. Поскольку этот тип излучения трудно экранировать, это означает, что выбор изотопов, пригодных для использования в батареях, ограничен только чистыми бета-излучателями .

5. Тормозное излучение . Торможение электронов производит такое излучение, которое необходимо было экранировать. Опять же, это ограничивает наш выбор изотопов изотопами с относительно низкой энергией распада.

6. Низкий объем производства / Экономика . Многие изотопы стоят слишком дорого, чтобы их можно было использовать в широком спектре приложений. Частично это объясняется малым объемом производства, а частично производственным процессом, который будет затратным при всех объемах, поскольку требует энергозатратного разделения изотопов и специальных установок для работы с радиоактивными материалами. Например, тритий (один из материалов для бетавольтаики) стоит около 30 000 долларов за грамм, а его мировое годовое производство составляет 400 г ( из Википедии ).

Все это означает, что ядерные батареи ограничены набором нишевых приложений, как правило, с низкой мощностью / длительным автономным сроком службы. Это не означает, что не может быть инноваций, расширяющих сферу их применения или снижающих затраты.

[1] Цветков Л.А. и соавт. «Возможный путь промышленного производства никеля-63 и перспективы его использования». (2005). онлайн-версия

Обновить . Ваши обновленные расчеты по выходной мощности от${}^{63}\text{Ni}$по существу правильно с одним принципиальным отличием: 67 кэВ — это полная энергия распада и приблизительно максимальная энергия электрона. Но, поскольку распад также производит нейтрино, средняя энергия электрона намного меньше: 17 кэВ (посмотрите на этот справочник NUDAT или этот Java-апплет для электронного спектра). Таким образом, полезная мощность 1 моля${}^{63}\text{Ni}$является:

Кстати, мы приходим еще к одной причине (правда, не относящейся, строго говоря, к физике):

• Безопасность / Правила / Восприятие : 63 грамма${}^{63}\text{Ni}$составляют более 3500 кюри радиоактивности, что, безусловно , потребует правил обращения и, вероятно, не будет разрешено внутри одного блока для неограниченного использования в гражданских целях. Мы знаем, что при правильном использовании бета-вольтаика безопасна. Но как быть с неправильным использованием/неправильной утилизацией/возможностью злоупотребления? В любом случае, нынешнее восприятие атомной энергетики широкой общественностью не очень хорошее, поэтому маркетинг ядерных батарей будет представлять определенные трудности.

Может быть, было бы сейчас возможно и практично?

http://www.nature.com/srep/2014/140611/srep05249/full/srep05249.html

Преобразование радиолитической энергии с помощью плазмона в водных растворах Бэк Хён Ким, Джэ В. Квон Nature Scientific Reports Vol.: 4, Номер статьи: 5249 DOI: 10.1038/srep05249

http://munews.missouri.edu/news-releases/2014/0916-first-water-based-nuclear-battery-developed-by-mu-researcher-can-be-used-to-generate-electrical-energy/

«Вода действует как буфер, и поверхностные плазмоны, созданные в устройстве, оказались очень полезными для повышения его эффективности», — сказал Квон. «Ионный раствор нелегко заморозить при очень низких температурах, и он может работать в самых разных областях, включая автомобильные аккумуляторы и, при правильной упаковке, возможно, космический корабль».

Есть много причин, по которым они не используются, причины или мои объяснения могут быть или не быть хорошими/полезными.

в произвольном порядке

Alpha voltaic, вероятно, лучше всего, вероятными кандидатами являются Pu238 или Am241, хотя Cm-243,244 также являются вариантами.

Они превосходят батареи почти во всех отношениях, но стоимость ограничивает их до устройств малой мощности. Использование * Используется в биологическом мониторинге, они могут быть прикреплены к рыбе, чтобы увидеть, куда они идут, и лучше управлять запасами рыбы или других животных. * их можно использовать в шпионских устройствах для обеспечения мини-источников питания для слежки * это может вызвать гонку вооружений для шпионских штуковин, так что это не так уж хорошо * их цена означает, что они будут производиться в небольших количествах для специального использования (1000 г) . * батареи по-прежнему будут конкурировать с ними в мини-устройствах * опасность загрязнения, требует много лет ожидания периода полураспада для снижения радиоактивности или утилизации отходов. * политика, затраты, радиационная опасность, общественное беспокойство/неправильные представления делают их принятие маловероятным. было бы круто' привязать их к птицам/рыбам и записывать куда они деваются, чтобы лучше управлять нашими ресурсами. Альтернатива — просто следить за уловом, а не забивать ресурсы. Многие из более крупных источников энергии можно было бы поместить на роботов, чтобы они отправлялись в подводные пещеры, составляли карту морского дна, хотя есть альтернативы .......

Они не используются в iPod и ноутбуках, потому что их нельзя использовать в них. Простой поиск в Google по запросу «бетавольтаическая плотность мощности» дает ответы на все три ваших вопроса, приведенные ниже для удобства:

http://www.widetronix.com/products