المفهوم الأساسي لهذا النوع من البطاريات ليس مثل البطاريات أو المفاعلات النووية الصغيرة في الأقمار الصناعية التي تستخدم الاختلافات في درجات الحرارة لإنتاج الكهرباء، بل يستخدم نفس الطريقة التي تنتج بها الخلية الشمسية الكهرباء كأشباه الموصلات عند تعرضها للفوتونات، مع بفارق بسيط أنه يستخدم جسيمات بيتا المذابة من المادة المشعة ويطلق الإلكترونات. في شبه الموصل للإنتاج

وهي ذات قدرة طاقة بسيطة وصغيرة تبلغ حوالي 100 ميكروواط لكل بطارية (يعني 10000 بطارية منها واط واحد)، ولكنها طويلة الأمد وتستخدم منذ السبعينيات في أجهزة تنظيم ضربات القلب وتم إنتاجها من قبل الشركات قبل الصين بوقت طويل، و توقف الإنتاج لعدة أسباب أهمها توفر بطاريات الليثيوم.

في الواقع، لا يمكن مقارنة كثافة الطاقة ببطاريات الليثيوم لأن كثافة الطاقة لهذه البطاريات منخفضة جدًا. والمواد المشعة المستخدمة في هذا النوع من البطاريات غير متوفرة على نطاق واسع في الطبيعة عند مستوى الكيلوغرام، ومن الصعب استخراجها من الطبيعة. إلا أن هذه المواد يتم إنتاجها من مفاعلات الماء الخفيف والثقيل، وأعظم استخداماتها هي أيضاً داخل المفاعلات أو الرؤوس الحربية. على سبيل المثال، إضافة 2 جرام فقط من البلوتونيوم إلى القنابل النووية يؤدي إلى تحسين أداء الرأس الحربي النووي بكمية أقل من البلوتونيوم لنفس القوة.

وتستخدمها جميع الأسلحة النووية، فيبلغ سعر الغرام منها حوالي 20 ألف دولار أو أكثر.