5000 vuotta kestävä paristo

31.01.2020

Bristol-ydin-jate-timatti-akku-150.jpgBristolin yliopiston fyysikkojen ja kemistien ryhmä toivoo otettavan käyttöön ydinvoimalaitoksesta poistettavaa radioaktiivista ainetta, josta sitten tuotetaan erittäin pitkään kestäviä virtalähteitä.

He ovat aiemmin kasvattaneet keinotekoisia timantteja, jotka radioaktiiviseen kenttään sijoitettuna pystyvät tuottamaan pienen sähkövirran esimerkiksi antureille kohteissa, joihin ei ole menemistä.

Mutta jos kapseloidaan radioaktiivista ainetta timanttien sisälle, ydinjätteen pitkän aikavälin ongelman voi muuttaa ydinkäyttöiseksi paristoksi ja puhtaan energian pitkäaikaiseksi tuottajaksi.

Radioaktiivista hiili-14:tä muodostuu grafiittilohkoissa, joita käytetään ydinreaktion hillintään. Hiili-14 keskittyy grafiittilohkojen pintaan joten sitä voidaan kohtuullisen helposti ottaa uusiokäyttöön.

Tohtori Neil Fox School of Chemistrystä selvittää: ”Hiili-14 valittiin lähtöaineeksi, koska se antaa lyhyen kantaman säteilyä, joka imeytyy nopeasti mihin tahansa kiinteään materiaaliin. Tämä tekisi sen vaaralliseksi nieltynä tai ihokosketuksessa, mutta kun se pidetään turvallisesti timantin sisällä, ei lyhyen kantaman säteily pääse siitä pois."

Huolimatta niiden heikosta tehosta, verrattuna nykyiseen akku- ja paristotekniikkaan, näiden timanttiparistojen käyttöikä voi mullistaa laitteiden virrankäyttöä pitkällä aikavälillä. Jos hiili-14:n määrä paristossa yksi gramma se tuottaa 15 joulea päivässä.

Tavalliset alkalipitoiset AA-paristot on suunniteltu lyhyen ajan käyttöön: yhden noin 20 g painavan pariston energian varastointikapasiteetti on noin 700J/g. Jos sitä käytetään jatkuvasti, se loppuu 24 tunnissa. Hiili-14-paristoa käytettäessä siltä kuluu 5 730 vuotta ennekuin virrananto on 50 prosentin tasolla, mikä on suunnilleen niin kauan kuin ihmisen sivilisaatio on ollut olemassa.

Paristojen käytön lisäksi ympäristöissä, joissa perinteisiä virtalähteitä ei voida helposti vaihtaa, on olemassa mahdollisia sovelluksia lääketieteellisiin tarkoituksiin, kuten kuulolaitteisiin tai sydämentahdistimiin. Avaruusaluksilla tai satelliiteilla voi olla jopa mahdollista saada käyttövoimaa huomattavasti pidemmälle matkalle kuin tällä hetkellä on mahdollista.

Bristolin tutkijoiden mukaan: ”Perimmäisenä tavoitteena on, että jollakin entisellä ydinvoimalaitoksella olisi tehdas, joka ottaa hiili-14-isotooppeja suoraan grafiittilohkoista timanttiparistoissa käytettäväksi. ”Tämä vähentäisi huomattavasti jäljellä olevan materiaalin radioaktiivisuutta, jolloin sen hallitseminen olisi helpompaa ja turvallisempaa.

Aiheesta aiemmin: Miten olisi pieni ydinfuusio?
26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »