Az atomhulladék kezelésére nyújthat megoldást a Bristoli Egyetemen 2016-ban kifejlesztett radioaktív gyémánt akkumulátor, amely számos egyéb pozitív tulajdonsággal is rendelkezik. A felfedezést egy betavoltaikus eszközként mutatták be, ami azt jelenti, hogy az energiát a nukleáris hulladék béta-bomlása adja.
A béta-bomlás egy olyan radioaktív bomlási folyamat, amely során az atommag részecskéket bocsát ki, hogy stabilizálja a protonok és neutronok arányát. Ez béta-sugárzásnak nevezett ionizáló sugárzással jár, ami sok nagy sebességű és nagy energiájú elektron és pozitron, úgynevezett béta részecskék megjelenését eredményezi.
A béta-részecskékben található nukleáris energiát pedig félvezetők segítségével elektromos energiává lehet alakítani.
A tipikus bétavoltaikus elem felépítése úgy néz ki, hogy radioaktív anyagok vékony rétegei találhatók a félvezetők között. A nukleáris bomlás eredményeként kibocsátott béta-részecskék pedig a félvezetőket elérve elektromos áramot hoznak léte.
Szó szerint az űrbe költöztetnék az erőműveket2050-re az EU-ban felhasznált energia több mint 40 százaléka napenergiából származhat majd. |
Azonban az áram sűrűsége annál alacsonyabb, minél messzebb van egymástól a radioaktív forrás és a félvezető, ráadásul a béta-részecskék kibocsátása véletlenszerű, ezért azoknak csak kis része találja el a félvezetőt, így a nukleáris akkumulátorok sokkal kevésbé hatékonyak, mint más akkumulátorok. Erre lehet megoldás a polikristályos gyémánt (PCD).
A mesterséges gyémánt létrehozásához használt folyamat módosításával lehetséges radioaktív gyémántokat növeszteni, amelyekben a szén radioaktív C-14 izotópja is található, ami a reaktorok grafitblokkjának besugárzása alatt keletkezik.
Mivel a gyémánt az egyik legkeményebb anyag, ráadásul egyszerre képes radioaktív forrásként és félvezetőként is működni, a végeredmény egy olyan akkumulátor, amit fel sem kell tölteni, annak a belsejében található atomhulladék ugyanis újra és újra feltölti azt.
Azonban a bristoli csapat szerint az általuk létrehozott akkumulátorok nem alkalmasak laptopok vagy telefonok működtetésére, mivel csak kevés energiát termelnek. Ezért egyelőre csak kisebb eszközökhöz használhatók, mint például szenzorok vagy pacemakerek. Noha a nukleáris akkumulátorok története 1913-ig nyúlik vissza és azzal később az 1950-es és '60-as években is kísérleteztek, azok továbbfejlesztéséhez újabb találmányok megjelenésére volt szükség.
Még kérdéses az autózás jövője, a hidrogén mindent átírhatHazánk az akkumulátorgyártó országok között az élmezőnybe tartozik. |
A szintetikus gyémántok megjelenése ebből a szempontból lehet forradalmi, miután az egyszerre nyújt biztonságot és vezetőképességet a radioaktív eszköznek. Egy amerikai cég pedig nanotechnológia segítségével azt ígéri, hogy képes sok energiát leadni képes nano-gyémánt akkumulátort készíteni – írja a The Brighter Side.
A San Francisco-i NDB-t 2012-ben alapították és a startup gyémánt alapú akkumulátorainak első változatát 2016-ban mutatták be, amit 2020-ban két az elmélet bizonyítását célzó teszt követett. Az NDB így az első olyan cég lehet, amely képes a technológia kereskedelmi alkalmazására is. Ráadásul a nano-gyémánt akkumulátorok számos kedvező tulajdonsággal bírnak, így rendkívül tartósak – a cég szerint akár 28 ezer évig bírják töltés nélkül –, biztonságosak és a PCD vékony rétegeinek köszönhetően különböző alakúak is lehetnek, így sokoldalúak is. Azt ígérik, hogy 2023-ban az első darabok a piacon is megjelennek belőlük.
Rákpáncélok jelenthetik az akkumulátorok jövőjétAmerikai tudósok szerint a rákpáncél lehet a cinkakkumulátorok működésének kulcsa. |
Az angol Arkenlight szintén 2023-ra ígéri első termékét a bristoli felfedezés alapján, ami azonban egy mikroelem lehet.
Mindezek ellenére a gyémánton alapuló akkumulátorok aligha váltják le hamarosan a hagyományos, lítium alapúakat, ám jelentősen segíthetik az atomhulladék kezelését, hiszen amennyiben a C-14-et a reaktorokban található besugárzott grafitból eltávolítjuk, úgy a maradék hulladék sugárzása is csökkent, így az könnyebben kezelhető lesz. A radioaktív gyémánt akkumulátorok elterjedése azok tartóssága miatt ráadásul az elektronikai szemét mennyiségét is csökkentheti, és idővel lehetséges, hogy a telefonunk akkumulátora túléli a készüléket magát is.
