Πυρηνικά διαμάντια μετατρέπουν πυρηνικά απόβλητα σε αέναες και ασφαλείς μπαταρίες [Video]
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που σχετίζεται με την χρήση της πυρηνικής ενέργειας είναι αυτό που αφορά την ασφαλή αποθήκευση και την εκμετάλλευση των πυρηνικών αποβλήτων, καθώς περιλαμβάνουν πολύτιμα ραδιοϊσότοπα για την βιομηχανία και την Ιατρική. Μπορεί, ωστόσο, οι ερευνητές του University of Bristol να έχουν βρει μια ακόμα καλύτερη και άκρως ενδιαφέρουσα λύση.
Η ερευνητική ομάδα εργάστηκε επάνω στα πυρηνικά απόβλητα αντιδραστήρων της Magnox, οι οποίοι θα παροπλιστούν μετά από 50 χρόνια λειτουργίας. Οι συγκεκριμένοι αντιδραστήρες χρησιμοποιούν γραφίτη για να επιβραδύνουν τα νετρόνια και να διατηρούν σταθερή τη διαδικασία της πυρηνικής σχάσης, αλλά μετά από τόσα χρόνια λειτουργίας έχουν συσσωρευτεί 95.000 τόνοι τέτοιου γραφίτη που χαρακτηρίζονται ως πυρηνικά απόβλητα επειδή η ακτινοβολία έχει μετατρέψει τον αδρανή άνθρακα του γραφίτη σε ραδιενεργό C-14.
Η λύση που πρότειναν, αντί της ταφής, ήταν να αφαιρέσουν τον ραδιενεργό άνθρακα C-14 από τα μπλοκ του γραφίτη και να κατασκευάσουν από αυτόν "πυρηνικά διαμάντια" που θα χρησιμοποιηθούν σαν μπαταρίες, βασιζόμενοι στην αρχή ότι τα διαμάντια που εκτίθενται σε ακτινοβολία παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα χαμηλής έντασης. Σύμφωνα με τους ερευνητές, με αυτόν τον τρόπο είναι εφικτό να κατασκευάσουν μπαταρίες χωρίς κινούμενα μέρη που δεν εκπέμπουν ρύπους και δεν χρειάζονται συντήρηση.
Ακόμη, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο ραδιενεργός άνθρακας C-14 συγκεντρώνεται κοντά στις ράβδους του ουρανίου στους αντιδραστήρες και για να τον εξάγουν θερμαίνουν τα μπλοκ του γραφίτη. Στη συνέχεια συλλέγουν τον C-14 σε αέρια μορφή και τον μετατρέπουν σε διαμάντι χρησιμοποιώντας χαμηλή πίεση και υψηλές θερμοκρασίες. Τα πυρηνικά διαμάντια που δημιουργούνται είναι ραδιενεργά και γι' αυτό τοποθετείται μια δεύτερη με μη-ραδιενεργή επικάλυψη με πλέγμα διαμαντιού που λειτουργεί ως ασπίδα, έτσι ώστε να είναι πρακτικά ακίνδυνα. Άλλωστε η δομή του διαμαντιού αποτελεί εγγύηση και για την ανθεκτικότητα τους.
Σύμφωνα με τον κ. Neil Fox,
"Επιλέξαμε τον ραδιενεργό άνθρακα C-14 επειδή εκπέμπει ακτινοβολία μικρού εύρους που απορροφάται πολύ γρήγορα από οποιοδήποτε στερεό υλικό. Φυσικά αυτό τον καθιστά επικίνδυνο ακόμη και στο άγγιγμα με γυμνό χέρι, αλλά αν τον παγιδεύσουμε μέσα σε διαμάντι, τότε δεν μπορεί να διαφύγει αυτή η μικρού εύρους ακτινοβολία. Για την ακρίβεια, το διαμάντι είναι η ανθεκτικότερη δομή που μας είναι γνωστή και κυριολεκτικά δεν θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε κάτι άλλο που να προσφέρει μεγαλύτερη προστασία"
Η ομάδα έχει ήδη κατασκευάσει μια πρωτότυπη μπαταρία που χρησιμοποιεί το ισότοπο νικέλιο-63 ως πηγή ακτινοβολίας, αλλά ο άνθρακας-14 προσφέρει σημαντικά μεγαλύτερη απόδοση και διάρκεια ζωής. Η εκτίμηση των ερευνητών είναι ότι ακόμη και μετά από 5730 χρόνια θα μπορεί να αποδίδει στο 50%!
Όπως αναφέρει ο καθηγητής Tom Scott,
"Οραματιζόμαστε ότι αυτές οι μπαταρίες θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιπτώσεις όπου δεν είναι εφικτή ή βιώσιμη η δυνατότητα αλλαγής της μπαταρίας. Προφανείς εφαρμογές θα μπορούσαν να είναι βηματοδότες, δορυφόροι, drones ή ακόμη και διαστημικά σκάφη"
[via]
