這款用核廢料制成的黑色鉆石電池 可持續(xù)供電萬(wàn)年以上

　　圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)

　　核廢料處理已經(jīng)成為核工業(yè)最迫切發(fā)展的領(lǐng)域之一。核廢料的放射性會(huì)對(duì)生物體引起輻射損傷。截至目前尚未有確切的辦法消除，只能靠核廢料自身的衰變而減少，而其半衰期往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年、數(shù)萬(wàn)年甚至幾十萬(wàn)年。

　　核廢料處理成本也很高。12月6日，美國(guó)能源部宣布花費(fèi)16億美元(約合110億元人民幣)在愛(ài)達(dá)荷州東部的一處核基地建造一個(gè)核廢料處理廠，投資約相當(dāng)于100萬(wàn)機(jī)組核電站建設(shè)費(fèi)用的1/3。

　核廢料處理進(jìn)罐過(guò)程。圖片來(lái)源：《中國(guó)日?qǐng)?bào)》

　　目前處理核廢料最常見(jiàn)的辦法是將核廢料放入密封好的罐中掩埋，但一般只能保持100年內(nèi)不泄露出放射性。

　　來(lái)自英國(guó)布里斯托爾大學(xué)(University of Bristol)的科學(xué)家湯姆·斯科特則發(fā)現(xiàn)了一種既能長(zhǎng)時(shí)間處理核廢料，又能利用其生產(chǎn)清潔電能的物質(zhì)——鉆石。

　黑色鉆石核能電池。圖片來(lái)源：布里斯托爾大學(xué)官網(wǎng)

　　據(jù)《每日郵報(bào)》12月2日?qǐng)?bào)道，湯姆·斯科特所在的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)核廢料進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，首先對(duì)核廢料進(jìn)行加熱，大部分放射性碳就會(huì)變成氣體釋放出來(lái)，放射性大大降低。再利用高溫化學(xué)反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉派湫院谏@石，因碳附在表面而呈黑色，在其周?chē)纬梢粋€(gè)非放射性鉆石層，用黑色中的放射性同位素碳14作為輻射源，研制出一種具有輻射的黑色鉆石電池。

英國(guó)每年的石墨棒核廢料。圖片來(lái)源：布里斯托爾大學(xué)官網(wǎng)

　　“核廢料直接接觸皮膚會(huì)很危險(xiǎn)，但藏在鉆石里就不會(huì)產(chǎn)生短程輻射?！睖贰に箍铺胤Q(chēng)，鉆石的堅(jiān)硬材質(zhì)使其隔絕放射的功能突出，兩者的結(jié)合能夠使得核廢料轉(zhuǎn)化成一個(gè)核能電池。

　核能電池結(jié)構(gòu)圖1。圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

　　核能電池在現(xiàn)實(shí)中并不罕見(jiàn)，但民用極少，因其無(wú)法完全避免放射性污染。普通的核能電池在外形上與普通干電池相似，又稱(chēng)為“放射性同位素電池”，目前已成功地用作航天器的電源、心臟起搏器電源和特殊軍事用途。其外形呈圓柱形，在圓柱的中心密封有放射性同位素源，外面是熱離子轉(zhuǎn)換器或熱電偶式的換能器，防輻射的屏蔽層和最外面的金屬筒外殼。

　　2012年8月，美國(guó)的CityLabs公司研發(fā)了一種名為“NanoTritium”的核能電池，大小和成人手指關(guān)節(jié)一樣，此電池最高可以使用20年，只能用在手表、計(jì)算器等小型電子設(shè)備中。

　通過(guò)半導(dǎo)體換能器，黑色鉆石電池將同位素在衰變過(guò)程中不斷地放出具有熱能的射線熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，只要接近一個(gè)輻射源，就能發(fā)電。

　　“這個(gè)鉆石電池組表面比香蕉發(fā)出的輻射量還低?！睖贰に箍铺亟榻B，一塊手指大小的黑色鉆石電池大概含有20克碳14，由于碳14的半衰期為5700年，所以5730年之后黑色鉆石電池能提供其原來(lái)一半的電量，11000年之后還能保持其原來(lái)的25%的電量。

　核能電池結(jié)構(gòu)圖2。圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

　　與一般的電池相比，黑色鉆石電池的功率級(jí)要低很多，手指大小的黑色鉆石電池每天可以釋放300焦耳，最常見(jiàn)的AA電池每小時(shí)就可以輸出功率的3600000焦耳，屬于很低功率級(jí)的電池。

　　10月15日，據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)報(bào)道，俄羅斯薩馬拉科羅廖夫大學(xué)新聞辦宣布使用了碳14作為新開(kāi)發(fā)的核能電池輻射源，續(xù)航時(shí)間可達(dá)上百年。