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钻石封装核废料成核能电池 用5730年仍保有50%电量

2016-11-29 18:10:11   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:“同位素如果直接接触皮肤,会对人身体造成巨大损害,不过将其封装在人造钻石中,任何短波辐射都会被屏蔽。事实上,钻石是硬度最高的物质,因此它能为人类提供最高等级的防护。”
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  腾讯科技据外媒报道,众所周知,清洁能源拥有改变世界的能力,而在清洁能源之中,核能就是一个特殊的存在,它不会像风能、水能和太阳能一样受到各种限制,不过这种能源却总是让人担心。

  布里斯托大学的物理学家和化学家团队最近联手打造了一款核能电池,他们表示这款产品能为低能耗小型设备提供超长续航,同时它还兼具环保特性,能解决核电站运行产生的核废料。

  他们的原型电池中内置一颗人造钻石,这颗钻石在辐射场中能产生电流。“这块电池中没有移动部件、零排放而且无需维护,它的任务就是不断发电。”布里斯托大学界面分析中心的斯科特说道。

  将放射性元素封装成电池不但解决了核废料问题,还能为用户提供长时间的清洁能源供应。

  工作原理

  核能电池的原型产品将镍-63同位素当作辐射源,未来,该团队还准备利用碳-14来提高电池的效能。

  “碳-14能成为备选材料是因为它能释放短波辐射,这种辐射会很快被固体材料吸收,”布里斯托大学化学院的福克斯说道。“这种同位素如果直接接触皮肤,会对人身体造成巨大损害,不过将其封装在人造钻石中,任何短波辐射都会被屏蔽。事实上,钻石是硬度最高的物质,因此它能为人类提供最高等级的防护。”

  现在,英国共有9.5万吨石墨块等待处理,研究人员认为只要将其中的的碳-14提取出来,这些核废料中的辐射就会逐步消减,后续处理的难度和费用会大大降低。

  超长寿命

  该团队表示,利用碳-14的核能电池拥有超长寿命,即使用上5730年还能保有50%的电量,而人类文明诞生也就这么长时间而已。

  研究人员表示,这种电池未来将用在不易充电或更换的产品中,如心脏起搏器、卫星、高海拔无人机或宇宙飞船等。

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  科技日报据英国布里斯托大学官网27日报道,该校物理学家和化学家组成的研究团队开发出一种新技术,能用核废料造出核能电池。他们将放射材料包裹进钻石,置于放射源附近即可产生少量电流。新研究有望同时解决困扰人们已久的核废料处理和电池使用寿命的问题。

  研究团队在该校卡伯特研究院每年一度“改变世界的想法”演讲中,展示了用放射性元素镍-63制成的“钻石电池”原型。跟大多数发电技术需要利用能量驱动磁体穿过电线产生电流不同,“钻石电池”只需靠近放射源就能产生电流。参与研究人员、该校界面分析中心材料学教授汤姆·斯科特解释道,不需驱动任何粒子,没有任何废物排放,也不要求定期维修,我们的新电池可直接发电,将核废料转变成清洁能源。

  英国目前有大约95000吨含放射性碳-14的石墨块,研究团队正在研究如何通过加入碳-14进一步提高“钻石电池”的效率。他们发现,碳-14主要集中于核电站反应堆的石墨块表面,因此很容易提取出来,将提取的碳-14包裹进钻石中可制成全新的核能电池。参与研究的该校化学学院教授尼尔·福克斯认为,碳-14发出的短距离辐射几乎能被所有固体材料吸收,一旦被人体吸收或与皮肤直接接触,将会造成极大危害。但现在将其包裹进世界上最硬的物质——钻石中,碳-14反而成为一种取之不竭的能源“宝石”。

  尽管与其他电池技术相比产能过低,但“钻石电池”的使用寿命将给发电装置带来革命性变化:碳-14使用5730年也才消耗其50%的能量,特别适用于那些不方便充电或更换电池的低能耗设备,如心脏起搏器、人造卫星、高海拔无人机甚至宇宙飞船等。

  总编辑圈点

  将核废料制成电池,确实一举解决了困扰核工业的乏燃料处理问题,又顺带提供了几乎可以说是“永续”的清洁能源,可谓一石二鸟。但是,放射材料要包裹进钻石发挥作用,想必成本高昂;而其提供的电力也比较有限,若要广泛适用,核扩散问题也令人头疼。总之,研究团队的想法确实“改变世界”,但要真正用起来,甚至走进人们生活,恐怕还“道阻且长”。

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