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核廢料處理不再難,可做成核能電池!

來自英國布里斯託大學的卡博特學院科學家們研究了一款新的核能電池,這不僅是一種持續性高、安全乾凈的電池,而且它還是由核廢料製作出來的。這種核能電池具有令人難以置信的壽命,就算到了7746年也只不過消耗了一半,可用於宇宙飛船、衛星、甚至各種民用設備,如心臟起搏器和人工胰臟等醫療設備。

在核電廠中,放射性鈾會在稱為核裂變的過程中分裂,當原子分裂時會產生熱能,而熱能將水蒸發為蒸氣,使蒸氣轉化為發電渦輪機。這個過程的一個嚴重缺點是放射性廢物的危險性,它最後會沉積在石墨的核心中,今天這種核廢料被安全的儲存直到它停止放射,這需要相當長的時間,因為它的半衰期需要5730年。目前核廢料處理一直是個問題,而且費用較高。

科學家們發現了一種將放射性石墨加熱使其以釋放大部分氣態放射性的方法,氣體經過高溫和低壓把它變成一個人造鑽石。當這些鑽石被放置在靠近輻射地附近時,它們會產生小電流,如將鑽石電池放在另一個非放射性鑽石內,則會吸收有害排放物,結果也產生了更多的電力,使得電池性能幾乎達到100%的效率。

研究團隊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製成的「核能電池」原型。未來該團隊還準備利用碳-14來提高電池的效能,他們發現,碳-14主要集中於核電站反應堆的石墨塊表面,因此很容易提取出來,將提取的碳-14包裹進鑽石中可製成全新的核能電池。英國目前有大約95000噸含放射性碳-14的石墨塊,這些核廢料中的輻射採用此方法就會逐步消減,後續處理的難度和費用會大大降低。

參與研究的化學學院教授尼爾·福克斯認為,碳-14發出的短距離輻射幾乎能被所有固體材料吸收,而一旦被人體吸收或與皮膚直接接觸,將會造成極大危害。但現在將其包裹進世界上最硬的物質——鑽石內卻很安全,不會有輻射泄漏,反而會成為一種取之不竭的能源「寶石」。而且核能電池不需驅動任何粒子,沒有任何廢物排放,也不要求定期維修。

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