Šie deimantai, galintys patys kurti elektros srovę, dėl ilgo jas sudarančių radioaktyvių medžiagų skilimo pusperiodžio energiją galėtų tiekti tūkstančius metų.

Mokslininkai išsiaiškino kaip panaudoti branduolines atliekas, paverčiant radioaktyvias dujas dirbtiniais deimantais, kuriuos galima panaudoti kaip baterijas

Šie deimantai, galintys patys kurti elektros srovę, dėl ilgo jas sudarančių radioaktyvių medžiagų skilimo pusperiodžio energiją galėtų tiekti tūkstančius metų.

„Nėra jokių judančių dalių, jokių emisijų, ir nereikia jokios priežiūros, tik nuolatinės srovės generavimas," sako geochemikas Tom Scott iš Bristolio universiteto, JK.

„Apgaubdami radioaktyvias medžiagas deimantu, paverčiame ilgalaikę branduolinių atliekų problemą branduoline baterija ir ilgu švarios energijos tiekimu.“

Scotto komanda kol kas pademonstravo deimantinės baterijos prototipą, kaip spinduliavimo šaltinį naudojantį nestabilų nikelio-63 izotopą.

Nikelio–63 izotopo pusinio skilimo periodas yra maždaug 100 metų, tad po 100 metų pademonstruotas prototipas visa dar būtų 50% „įkrautas“.

Bet mokslininkai sako, kad yra dar geresnis šaltinis – ir taip būtų galima išspręsti nemenką Junginės karalystės branduolinių atliekų problemą.

Pirmojoje Magnox branduolinių reaktorių kartoje, JK gamintoje nuo šešto iki devinto dešimtmečio, branduolinės reakcijos buvo valdomos grafito blokais, bet ši technika turi savo kainą – radioaktyvūs tampa patys grafito blokai, juose esanti anglis virsta nestabiliu izotopu, anglimi–14 .

Paskutinysis tokio tipo Magnox reaktorius buvo išjungtas 2015 m. , bet dešimtmečiai branduolinės energijos generavimo po savęs paliko daugybę radioaktyvių atliekų, ir beveik 95 000 tonų šių grafito blokų reikia saugiai sukrauti ir prižiūrėti, kol jie radioaktyvūs.

O tai gali gerokai užtrukti, mat anglies–14 pusinio skilimo periodas yra apie 5 730 metų.

Nors anglį–14 reikės saugoti labai ilgai, tai reiškia, kad iš jos galima padaryti labai ilgai veikiančias baterijas – jei pavyktų perkelti į deimanto struktūrą, kaip komanda padarė su nikeliu–63.

„Anglis–14 buvo pasirinkta kaip žaliava, nes ji spinduliuoja netoli sklindančią radiaciją, kurią greitai absorbuoja bet kokia kieta medžiaga,“ sako vienas iš tyrėjų, Neil Fox .

„Praryti ar liesti neapsaugota oda būtų pavojinga, bet saugiai laikant deimante, jokia trumpo veikimo nuotolio radiacija negali prasprūsti. Tiesą sakant, deimantas yra kiečiausia žinoma medžiaga, tad ir norėdami negalėtume pasiūlyti geresnės apsaugos.

Komanda savo darbo detales išdėstė Bristolio universitete praėjusią savaitę vykusioje lekcijoje „Ideas to change the world“, bet kol kas savo tyrimo nepublikavo, tad teks palūkėti, kol bus galima įvertinti anglies–14 baterijų naudą.

Pasak tyrėjų, anglies–14 baterijos būtų nedidelės galios – bet jų veikimo trukmė būtų visai kito masto.

„Šarminė AA baterija sveria maždaug 20 gramų, jos energijos tankis ~700 džaulių grame, ir šią energiją nuolat veikdama, ji išnaudoja maždaug per parą,“ sakė Scottas Digital Trends .

„Deimantinė β baterija, kurioje yra 1 gramas ¹⁴C, tieks 15 J per dieną ir tokį tiekimo lygį išlaikys 5730 metų — tad, bendra jos energijos talpa yra 2,7 TJ.“

Tokį energijos tiekimo lygį siūlančios deimantinės baterijos būtų naudingos „situacijose, kur įprastų baterijų neįmanoma įkrauti ar pakeisti“, sakė Scottas pranešime spaudai.

„Akivaizdžiausias panaudojimas būtų nedidelės galios elektros prietaisuose, kur reikia ilgai veikiančio energijos šaltinio, tarkime, širdies stimuliatoriuose, palydovuose, aukštai skraidančiuose dronuose ar netgi erdvėlaiviuose.“

Nors tai dar tik pati pradžia, šis tyrimas jaudina ne tik siūlydamas neįtikėtinai ilgą baterijų tarnavimo laiką, bet daugybę radioaktyvių atliekų naudingo panaudojimo būdą.

„Tai puikus pavyzdys, kaip JK gali gauti naudą iš atliekų,“ sakė Scottas Digital Trends.

Daugiau sužinoti apie tyrimą galite vaizdo klipe: