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技術(shù)文章

核廢料變成“鉆石電池”

2018/1/12 13:59:57

據(jù)英國(guó)布里斯托大學(xué)報(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。新研究有望同時(shí)解決困擾人們已久的核廢料處理和電池使用壽命的問(wèn)題。

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”演講中,展示了用放射性元素鎳-63制成的“鉆石電池”原型。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”只需靠近放射源就能產(chǎn)生電流。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。

英國(guó)目前有大約95000噸含放射性碳-14的石墨塊,研究團(tuán)隊(duì)正在研究如何通過(guò)加入碳-14進(jìn)一步提高“鉆石電池”的效率。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,因此很容易提取出來(lái),將提取的碳-14包裹進(jìn)鉆石中可制成全新的核能電池。參與研究的該校化學(xué)學(xué)院教授尼爾·福克斯認(rèn)為,碳-14發(fā)出的短距離輻射幾乎能被所有固體材料吸收,一旦被人體吸收或與皮膚直接接觸,將會(huì)造成極大危害。但現(xiàn)在將其包裹進(jìn)世界上最硬的物質(zhì)——鉆石中,碳-14反而成為一種取之不竭的能源“寶石”。

盡管與其他電池技術(shù)相比產(chǎn)能過(guò)低,但“鉆石電池”的使用壽命將給發(fā)電裝置帶來(lái)革命性變化:碳-14使用5730年也才消耗其50%的能量,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。

總編輯圈點(diǎn)

將核廢料制成電池,確實(shí)一舉解決了困擾核工業(yè)的乏燃料處理問(wèn)題,又順帶提供了幾乎可以說(shuō)是“永續(xù)”的清潔能源,可謂一石二鳥。但是,放射材料要包裹進(jìn)鉆石發(fā)揮作用,想必成本高昂;而其提供的電力也比較有限,若要廣泛適用,核擴(kuò)散問(wèn)題也令人頭疼。總之,研究團(tuán)隊(duì)的想法確實(shí)“改變世界”,但要真正用起來(lái),甚至走進(jìn)人們生活,恐怕還“道阻且長(zhǎng)”。

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