Штучні алмази можуть перетворювати ядерні відходи на джерело енергії - 16.12.2016 10:55 — Новини Укрінформ
Штучні алмази можуть перетворювати ядерні відходи на джерело енергії

Штучні алмази можуть перетворювати ядерні відходи на джерело енергії

3252
Ukrinform
Вчені Брістольського університету знайшли спосіб перетворення ядерних відходів певного виду на алмазні ядерні батареї, які здатні виробляти невеликий електричний струм і робити це протягом терміну, що перевищує існування людської цивілізації.

Про це повідомляє DailyTechInfo.

"Ми припускаємо, що такі батареї можуть бути використані в ситуаціях, коли неможливо провести підзарядку акумуляторів із будь-яких зовнішніх джерел енергії... Алмазні ядерні батареї зможуть стати джерелом енергії для малоємнісних електронних пристроїв, вони зможуть постачати енергією протягом дуже тривалого часу висотні безпілотні літальні апарати, космічні кораблі і багато іншого", - розповідає професор Том Скотт.

Брістольська група працювала над проблемою переробки відходів одного з основних джерел цих відходів у Великій Британії - застарілих ядерних реакторів типу Magnox. Ці реактори першого покоління використовують графітові блоки як регулятори швидкості реакції ядерного розщеплювання, поглинаючи і сповільнюючи нейтрони. Десятиліття перебування в умовах високої радіації призвели до того, що частина звичайного нейтрального вуглецю в графіті перетворилася на радіоактивний ізотоп вуглець-14. І таких графітових блоків накопичилося зараз в Британії понад 100 тонн.

При розпаді вуглецю-14 виробляється низькоенергетичне бета-випромінювання, що складається з електронів, які не здатні "пробити" вже кілька сантиметрів повітря. Тим не менш, велика кількість радіоактивних графітових блоків небезпечні для навколишнього середовища, і замість того, щоб поховати відходи, брістольські вчені знайшли спосіб виділення з нього практично всього вуглецю-14 і перетворення цього вуглецю на штучний алмаз.

Брістольські дослідники виявили, що більша частина вуглецю-14 зосереджена всередині графітових блоків нерівномірно, природно, велика частина радіоактивного ізотопу є в тих частинах блоків, які перебували ближче всього до уранових паливних стержнів. Тому вчені нагріли графітові блоки з більш радіоактивної боку до температури, коли радіоактивний вуглець покинув графіт у вигляді газу. Це газ був зібраний, охолоджений і під високим тиском перетворений в штучний алмаз. Алмаз є речовиною, яка під впливом певних видів радіоактивного випромінювання виробляє невеликий електричний струм. А в даному випадку алмаз, що складається переважно з радіоактивного вуглецю, сам є джерелом цієї радіації. Тому алмазна ядерна батарея не має жодних рухомих частин, вона поглинає створювану нею ж радіацію і не вимагає ніякого обслуговування.

Штучні алмази, виготовлені з вуглецю-14 достатньо радіоактивні, тому вони "вдягнені" в шар із звичайного нерадіоактивного штучного алмазу. Цей шар утримує бета-випромінювання досить добре, знижуючи його інтенсивність практично до нуля, а висока міцність алмазу дозволяє йому виступати в ролі захисту, що забезпечує збереження внутрішнього радіоактивного ядра батареї.

Брістольські вчені вже створили перший дослідний зразок алмазної ядерної батареї з ядром, у складі якого є радіоактивний ізотоп нікель-63. А зараз вони приступають до виготовлення такої самої батареї з ядром на основі вуглецю-14, яка буде більш ефективна, ніж нікелева батарея. Більш за те, через дуже тривалий період напіврозпаду вуглецю-14, батарея на його основі зможе через 5 730 років виробляти половину від її початкової потужності.

Фото: Shenki/Despositphotos

Розширений пошукПриховати розширений пошук
За період:
-
*/ ?>