核廢料可以轉化成人造金剛石電池

核廢料可以轉化成人造金剛石電池

布里斯托大學的物理學家和化學家們宣布，他們找到了一種方法，可以將數(shù)千噸看似無價值的核廢料轉化成人造金剛石電池，這種電池使用壽命可以持續(xù)數(shù)千年，超過整個人類目前的歷史。他們對英國老化的Magnox反應堆核廢料進行研究，該反應堆在經(jīng)過半個多世紀的服務后正在退役。

這些第一代反應堆使用石墨塊作為調節(jié)劑來減慢中子裂變速度，以保持核裂變過程穩(wěn)定運行，但是幾十年的服務，使得英國已經(jīng)排放了95,000噸石墨塊，成為核廢料，因為輻射反應器將石墨塊中的一些惰性碳變成放射性的碳-14。盡管碳-14發(fā)射的 粒子不能穿透幾厘米的空氣，但它仍然太危險，不允許進入自然環(huán)境。布里斯托團隊的解決方案是從石墨塊中移除大部分碳-14，并將其轉變成發(fā)電鉆石，而不是進行深埋處理。

核金剛石電池基于以下事實：當人造金剛石暴露于輻射時，其本身會產(chǎn)生小電流。這可以構建一個沒有移動部件，不排放廢氣且無需維護的電池。布里斯托爾研究人員發(fā)現(xiàn)碳-14不均勻分布在石墨塊中，集中在最靠近鈾燃料棒的一側。為了生產(chǎn)電池，研究人員對墨塊加熱，從放射性末端排出碳-14，然后加以收集，并使用低壓和高溫將其變成人造鉆石。

一旦形成鉆石，由碳-14發(fā)射的 粒子與金剛石的晶格相互作用，拋棄電子并產(chǎn)生電流。鉆石本身是放射性的，因此它們外涂第二層非放射性金剛石涂層以輻射屏蔽。這意味著坐在金剛石電池旁邊的人只能收到與坐在香蕉旁邊的人一樣多的輻射。此外，鉆石的硬度有助于保持放射性物質的安全。

研究人員表示，碳-14具有很長半衰期，研究人員估計，鉆石電池在5,730年后仍然會有50%的容量，適合需要長期使用能量源的低功率電氣設備，如起搏器，衛(wèi)星，高空無人機，甚至宇宙飛船。 (網(wǎng)易首頁)