據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,英國(guó)布里斯托大學(xué)科學(xué)家近日利用核廢料制造出一種新型的人造鉆石電池,這種放射性鉆石電池的使用壽命長(zhǎng)達(dá)五千年以上。研究人員介紹說(shuō),這種新型電池將可用于那些需要長(zhǎng)期供電的儀器和設(shè)備,比如心臟起搏器、無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星、太空船等。這一突破性發(fā)明同時(shí)還可以解決核廢料處理問(wèn)題、電池壽命問(wèn)題以及清潔電能問(wèn)題等。
與其它大多數(shù)發(fā)電技術(shù)不同,人造鉆石只需要足夠接近一種放射源就可以產(chǎn)生電荷。英國(guó)布里斯托大學(xué)交互分析中心材料科學(xué)家湯姆-斯科特教授介紹說(shuō),“其中不需要運(yùn)動(dòng)的部件,不會(huì)產(chǎn)生輻射,也不需要維護(hù),就可以直接發(fā)電。我們將放射性物質(zhì)封裝于鉆石內(nèi),同時(shí)也解決了核廢料處理問(wèn)題,這是一個(gè)長(zhǎng)期困擾科學(xué)家的難題?,F(xiàn)在可以將核廢料轉(zhuǎn)化成核電池,并可以作為一種長(zhǎng)期供電的清潔能源。”
研究人員制造的“鉆石電池”原型采用的是放射性同位素“鎳-63”作為放射源。目前,研究人員正在致力于提高這種電池的效能。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),他們采用碳的一種放射性版本“碳-14”作為放射源。在核電站中用作調(diào)節(jié)劑的石墨塊中會(huì)產(chǎn)生這種“碳-14”,“碳-14”就濃縮于這些石墨塊的表面。
研究人員將“碳-14”提取后,再將其封裝于一塊人造鉆石中,就制成了一塊核電池。由于放射源被安全地封裝于非放射性的鉆石中,而外層的鉆石又是已知最堅(jiān)硬的物質(zhì)。因此,研究人員表示,從理論上講這種電池使用起來(lái)是安全的。布里斯托大學(xué)化學(xué)學(xué)院科學(xué)家尼爾-??怂共┦拷忉屨f(shuō),“之所以選擇‘碳-14’作為放射源物質(zhì),是因?yàn)樗鼤?huì)放射出一種短程放射線(xiàn),可以被任何固態(tài)物質(zhì)吸收。因此,裸露的皮膚碰到它,當(dāng)然很危險(xiǎn)。但如果被封裝到鉆石中,任何短程放射線(xiàn)都無(wú)法逃離。事實(shí)上,鉆石是人類(lèi)已知最堅(jiān)硬的物質(zhì),其它任何物質(zhì)可能都無(wú)法提供比鉆石更好的保護(hù)?!?/P>
當(dāng)然,與當(dāng)今其它的電池技術(shù)相比,鉆石電池電量相對(duì)較低。但是,它們足夠長(zhǎng)的壽命意味著它們可以在續(xù)航時(shí)間上徹底改變電池的屬性。在每一塊電池中使用的“碳-14”量并不確定。研究人員介紹說(shuō),如果一塊電池中大概含有一克“碳-14”,每天會(huì)釋放大約15焦耳的能量。“碳-14”的半衰期為5730年。這就意味著一塊2016年生產(chǎn)的電池可以用到7746年才會(huì)耗完一半的能量。
斯科特教授表示,“根據(jù)放射性物質(zhì)的半衰期,這種電池會(huì)持續(xù)損失電能。5730年后,這塊電池將只剩下一半的電量。11000年,它將只剩下25%的電量?!?730年后,電池仍將以低電量持續(xù)工作。不過(guò),其電流強(qiáng)到足以保證一些儀器或設(shè)備的運(yùn)行,不管是衛(wèi)星還是太空船,當(dāng)然這也要根據(jù)特定設(shè)備的電量需求而定。斯科特教授表示,“我們展望,這些電池將可用于那些不適合充電或更換傳統(tǒng)電池的環(huán)境中。很明顯的應(yīng)用是就是那些電量需求低同時(shí)供電時(shí)間長(zhǎng)的電器設(shè)備,比如心臟起搏器、衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)甚至太空船?!?/P>
目前,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得資金支持用于未來(lái)3年的進(jìn)一步深入研究。(彬彬)
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