这款钻石电池由核废料制成

A rough diamond by Alrosa, a Russian diamond mining company, is displayed on the opening day of the sixth International Diamond Week at the Diamond Exchange in Ramat Gan, Israel February 13, 2017. Picture taken February 13, 2017. REUTERS/Baz Ratner - RTSYKGB
Scientists have developed an ingenious means of converting nuclear power plant waste (76,430 metric tons in the US alone) into sustainable diamond batteries.Image: REUTERS/Baz Ratner
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核能钻石

布里斯托尔大学卡博特研究所的科学家一举两得:他们研发的人造钻石可发电,原料则来自升级再造的放射性废料。

在核电站中,放射性铀通过一种称为核裂变的过程发生分裂。原子分裂时会产生热量,热量随后将水汽化成蒸汽,驱动发电涡轮机。

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这一过程的一个严重缺点是会产生危险的放射性废料,最终沉积在容纳它的石墨堆芯中。如今,这些核污染物被安全储存起来,直到其不再具有放射性……而半衰期长达5,730年,这需要相当长的时间。

科学家找到了一种方法,通过加热放射性石墨,以气体形式释放出其中的大部分放射性物质。随后在高温、低压条件下处理这种气体,将其转化为人造钻石。

这些钻石置于放射性场附近时,会产生微弱电流。研发人员将钻石电池封装在另一颗非放射性钻石中,以吸收有害辐射;这又使其能够产生更多电力,让电池的效率接近100%。

为未来提供动力

这种核能钻石电池的使用寿命惊人,到7746年时也只会消耗一半。因此,它是“在无法为传统电池充电或更换的情况下”的理想供电方案,汤姆·斯科特说。他是卡博特研究所的材料科学教授。

有了这种持久耐用的电池,飞机、卫星或航天器的飞行时间都可能延长。心脏起搏器和人工胰腺等医疗设备也可能变得更加可靠,让使用者能够更充分地享受生活。

这项研发还为处理放射性废料提供了一种效率极高的方法。在过去40年里,美国已积存76,430公吨(84,250吨)此类废料。

即使不考虑可持续性,为地球供应电力也是一项艰巨任务。如今,专家们似乎正朝着正确方向前进,研发这种核能钻石电池。它几乎堪称发电领域的圣杯,正如斯科特所说:“不产生排放,无需维护,只需直接发电。”

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