核廢料鑽石電池

布里斯托大學一項研究成功一箭雙鵰,解決 21 世紀人類面對的兩項大難題。大學的物料科學家,成功利用核電廠的放射性廢料製造出一個能發電的人工鑽石電池,有望能同時解決核廢料及能源問題。

核廢料

傳統核電廠透過一種名為核分裂的過程,將放射性的鈾原子分裂,然後利用原子分裂時產生的熱力,煮沸清水利用水蒸氣推動渦輪發電。

這個過程最大的缺點是它所製造的危險核廢料。目前,我們必需把這些放射性廢物安全地儲藏,直至它完全失去放射性為止。但鑑於廢料長達 5,730 年的半衰期,過程非常漫長。

鑽石電池

但布里斯托大學卻發現了一個方法,能將放射性石墨加熱,將放射性的碳-14釋放出來,然後以高溫低壓的方式處理碳-14,將其變成一顆人造鑽石。

科學家發現,當這些人造鑽石靠近輻射場時,會產生少量的電流。隨後,研究員將這些鑽石電池封閉在另一顆非放射性鑽石內,防止輻射外洩,並加強鑽石內的輻射,令電池能夠產生更多電力,達幾乎百分之百的效率。

用途廣泛

這些鑽石核電池壽命極長,預計於 7746 年才會耗用一半的電力。因此,科學家相信這些電池於「無法充電或更換傳統電池的情況」中,是一個完美的解決方法。

未來的飛機、衛星甚至太空船,都有機會利用這種電池增加它們的飛航時間。起搏器或人工胰臟等醫療裝置亦可以變得更可靠,無需憂慮電池短缺的問題 ,令病人可以更放心地生活。

這科技同時也是一個有效地處理核廢料的方法,幫助解決全球石墨核廢料帶來的種種問題。

這個發現於上週五於布里斯托大學的網站公佈後,引來科學界熱烈的討論。但目前仍有多個問題有待解答,例如每一個電池能產生多少電力,消耗多少核廢料等等。這些問題有望於論文正式發表時一一解答。

 

參考資料:

  1. Cabot Institute, ‘Diamond-age’ of power generation as nuclear batteries developed, University of Bristol, 2016
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