Wissenschaftler speichern nukleare Abfälle in Diamanten und verwandeln sie in Batterien, die 50 Jahrhunderte halten

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Seitdem die erste Generation von Magnox Kernreaktoren, die in den 1950er Jahren und bis in die 1970er Jahre hinein in Produktion waren, in Großbritannien in Betrieb genommen wurden, haben Wissenschaftler Graphitblöcke verwendet, um die Atomreaktionen zu unterstützen.

Diese Graphitblöcke haben so viel Strahlung bewahrt, dass sie selbst radioaktiv geworden sind und ein radioaktives Isotop mit dem Namen Carbon-14 produzieren.

Bis jetzt hatten wir keine Verwendung für diese Art von Kohlenstoff. Er ist sperrig und gilt in jeder Hinsicht als Atommüll.

Nun jedoch hat sich ein neues Potenzial für diese Kohlenstoff-Masse aufgetan: Batterien.

Zurückspulen. In jüngster Vergangenheit haben Wissenschaftler damit begonnen, radioaktives Gas in Diamanten zu speichern. Diamanten, welche als die härteste Substanz überhaupt bekannt sind, blockieren die Strahlung vollständig, ermöglichen dem Gas im Inneren jedoch, Elekrizität zu erzeugen. Bisher hatte man mit einem instabilen Isotop von Nickel gearbeitet, nämlich Nickel-63. Nickel-63 hat eine Halbwertzeit von 100 Jahren, was bedeutet, dass die Batterie in 50 Jahren immer noch die Hälfte ihrer Ladung hätte. Und es funktionierte.

Dann erkannte jemand das Potenzial von Carbon-14. Es hat eine Halbwertzeit von 5.730 Jahren, was 2.865 Jahre lang voll angetriebene Batterien bedeutet und „es wurde als Quellmaterial gewählt, weil es eine Kurzstreckenstrahlung aussendet, die schnell von jedem festen Material aufgenommen wird“, sagt einer der Forscher, Neil Fox.

„Durch die Einkapselung von radioaktivem Material in Diamanten verwandeln wir das langfristige Problem von Atommüll in eine atombetriebene Batterie und eine langfristige Versorgung mit sauberer Energie“, sagt Geochemiker Tom Scott.

„Es sind keine beweglichen Teile im Spiel, keinerlei Emissionen entstehen, und es ist keine Wartung erforderlich, – das ist einfach direkte Energieerzeugung“, sagt er.

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„Eine alkalische AA-Batterie wiegt etwa 20 Gramm, hat eine Energiedichte-Speicherung von 700 Joule/Gramm und verbraucht diese Energie, wenn sie etwa 24 Stunden lang kontinuierlich betrieben wird“, sagte Scott zu Luke Dormehl von Digitale Trends.

„Eine Diamant Beta-Batterie mit 1 Gramm an C14 wird 15 Joule pro Tag liefern und wird diesen Leistungausstoß über 5.730 Jahre hinweg produzieren – demnach entspricht die gespeicherte Gesamtenergiemenge 2,7 TeraJ.“ [ca. 750 Megawattstunden]

Dies bedeutet, dass diese Strahlungsbatterien nicht die starke Leistung einer AA-Batterie haben, aber sie werden viel länger ausdaueren. „Situationen“, sagt Scott, „in denen es nicht möglich ist, herkömmliche Batterien zu laden oder zu ersetzen.

„Offensichtliche Anwendungsbereiche wären Niedrigleistungs-elektrische Geräte, wo eine lange Lebensdauer der Energiequelle benötigt wird, wie etwa bei Herzschrittmachern, Satelliten, in großen Höhen operierenden Drohnen oder sogar Raumfahrzeugen.“

Weltall-Batterien.

Verweise:

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