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英國(guó)將核廢料化為“鉆石電池”,可用于心臟起搏器、人造衛(wèi)星

如果說(shuō)有一種技術(shù)能夠解決困擾核工業(yè)的核廢料問(wèn)題,同時(shí)還能提供清潔能源,這種技術(shù)是不是很棒。近日,來(lái)自英國(guó)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)就開(kāi)發(fā)出了這種可謂是一石二鳥(niǎo)的新技術(shù)。
據(jù)英國(guó)布里斯托大學(xué)官網(wǎng)11月25日?qǐng)?bào)道,該校物理學(xué)家和化學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù),能用核廢料造出核能電池。他們將放射材料包裹進(jìn)鉆石,置于放射源附近即可產(chǎn)生少量電流。
該研究團(tuán)隊(duì)在該校卡伯特研究院每年一度“改變世界的想法”的演講中,展示了含有放射性元素鎳-63的“鉆石電池”原型。他們?cè)陔姵卦椭袃?nèi)置了一顆人造鉆石,跟大多數(shù)發(fā)電技術(shù)需要利用能量驅(qū)動(dòng)磁體穿過(guò)電線產(chǎn)生電流不同,“鉆石電池”需靠近放射源就能產(chǎn)生微弱的電流。
參與研究人員、該校界面分析中心材料學(xué)教授湯姆·斯科特解釋道,“不需驅(qū)動(dòng)任何粒子,沒(méi)有任何廢物排放,也不要求定期維修,我們的新電池可直接發(fā)電,將核廢料轉(zhuǎn)變成清潔能源。”
核能電池的原型產(chǎn)品將鎳-63同位素當(dāng)作輻射源,未來(lái),該團(tuán)隊(duì)還準(zhǔn)備利用碳-14來(lái)提高電池的效能。他們發(fā)現(xiàn),碳-14主要集中于核電站反應(yīng)堆的石墨塊表面,這些石墨因?yàn)檩椛涞挠绊憦姆€(wěn)定的碳轉(zhuǎn)化成放射性碳-14,其半衰期為5730年。英國(guó)當(dāng)前擁有大約95000噸含放射性碳-14的石墨塊,對(duì)其儲(chǔ)存和處理的過(guò)程不僅危險(xiǎn)而且耗費(fèi)巨資。
該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,可以將這些碳-14提取出來(lái),將其包裹進(jìn)鉆石中可制成全新的核能電池。這些核廢料中的輻射就會(huì)逐步消減,后續(xù)處理的難度和費(fèi)用會(huì)大大降低。
“碳-14能成為備選材料是因?yàn)樗茚尫哦滩ㄝ椛洌@種輻射會(huì)很快被固體材料吸收,”布里斯托大學(xué)化學(xué)院的福克斯說(shuō)道。“這種同位素如果直接接觸皮膚,會(huì)對(duì)人身體造成巨大損害,不過(guò)將其封裝在人造鉆石中,任何短波輻射都會(huì)被屏蔽。事實(shí)上,鉆石是硬度最高的物質(zhì),因此它能為人類提供最高等級(jí)的防護(hù)。”
碳-14漫長(zhǎng)的半衰期也意味著這些電池的壽命可延續(xù)幾千年。這種電池特別適用于那些不方便充電或更換電池的低能耗設(shè)備,如心臟起搏器、人造衛(wèi)星、高海拔無(wú)人機(jī)甚至宇宙飛船等。
不過(guò),該研究團(tuán)隊(duì)的這種想法確實(shí)可以“改變世界”,但要真正用起來(lái),甚至走進(jìn)人們生活,或許還有很長(zhǎng)的路要走。





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