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處理核廢料的一個難題是往往不容易區分哪些是廢料而哪些不是。對此，布里斯托大學的物理學家和化學家們找到了一種方法，能將成百上千噸看似無價值的核廢料轉化成人造鑽石電池，產生的小股電流可以比人類整個歷史還持久。

怎樣搞定核廢料乃是21世紀最大的技術挑戰之一。麻煩在於，它不只是個長期存儲的問題。如果只是要永久擺脫放射性物質，我們有一萬種方法，但用過的核燃料和其他廢料包含有價值的放射性同位素可用於工業和醫療，或是再處理以產生更多燃料。因此，廢料處理不只是要使廢料變得安全，也要使其在需要時能拿出來再利用。


布里斯托團隊對來自英國鎂諾克斯反應堆的某個核廢料的主要來源進行了研究。這些反應堆在運行了半個世紀多後即將關閉。作為第一代反應堆，它們使用石墨減速劑以減緩中子確保核裂變反應進行，但數十年下來英國由此積累了95000噸石墨塊。反應堆輻射將石墨塊內部的惰性碳轉變為了碳-14，因而它們屬於核廢料。


碳-14是低當量的β粒子輻射源，甚至無法穿過幾公分的空氣，不過流入外界環境中仍過於危險。布里斯托團隊的解決方案不是掩埋它，而是從石墨塊中移除大部分碳-14，並將之轉變為發電鑽石。


鑽石核電池基於如下原理：當人造鑽石受到輻射時，它會產生小股電流。據研究人員稱，這使得我們能製造一種無需運動組件、無排放且無需維護的電池。


把核廢料變成發電鑽石


布里斯托研究人員發現，碳-14在鎂諾克斯石墨塊中的分佈不是均勻的，而是集中於最接近鈾燃料棒的一側。在製造電池時，將石墨快加熱以使碳-14從高輻射的一端排出，剩下的石墨塊的輻射就大大減少。接著將碳-14氣體收集起來，用低壓高溫將之轉變為人造鑽石。


一旦形成鑽石，碳-14輻射出的β粒子會與鑽石晶格相互作用，使之失去電子而產生電流。這些鑽石具有了放射性，因此外面又套上一層無放射性的鑽石作為屏蔽。坐在鑽石電池邊上的人受到的輻射大概相當於坐在一根香蕉邊上。此外，鑽石的硬度確保了放射性材料的安全。


該團隊的研究結果發表於卡伯特研究所"創意改變世界"講座。詳見布里斯托大學網站。


內容來源:環球解密
http://blog.sina.com.cn/s/blog_a46bc7ca0102xi2s.html

1.科學家發展出一種巧妙的方法來將核廢料(僅在美國就有76430公噸)轉換為可持續性的鑽石電池。

2.這些持續性電池對宇宙飛船、衛星、甚至是醫療設備來說都可能是一種乾淨而安全的方法。


核鑽石


這都要感謝來自布里斯托大學的卡博特學院的科學家們的一石二鳥之計，他們的實驗室製造的鑽石不僅可以發電而且還是用升級的放射性核廢料製成。


在核電廠中，放射性鈾會在稱為核裂變的過程中分裂，當原子分裂時會產生熱能，而熱能將水蒸發為蒸氣，使蒸氣轉化為發電渦輪機。


這個過程的一個嚴重缺點是放射性廢物的危險性，它最後會沉積在石墨的核心中，今天，這種核污染被安全的儲存直到它停止放射，這需要相當長的時間，因為它的半衰期需要5730年。


科學家們發現了一種將放射性石墨加熱使其以釋放大部分氣態放射性的方法，氣體經高溫和低壓，把它變成一個人造鑽石。


當這些鑽石被放置在靠近輻射地附近時，它們會產生小電流，開發商將鑽石電池放在另一個非放射性鑽石內，以吸收有害排放物，結果產生更多電力，使得電池性能幾乎達到100%的效率。


未來的供電


核鑽石電池具有令人難以置信的壽命，就算到了7746年也只不過消耗了一半，一個來自卡博特研究院的材料科學教授Tom Scott說：這使它成為一個在「不能充電或更換傳統電池的狀況下」的理想的電源解決方案。


飛機、衛星或宇宙飛船的飛行時間可以隨著這樣持久的電池而增加，醫療設備如心臟起搏器和人工胰臟可以變得更加可靠，讓使用者能生活得更好。


這項開發還提出一個非常有效的方式來處理放射性廢料，在過去40年中，美國累積了76430公噸(84250噸)的核廢料。


即使沒有關注持續電力，但為地球供電仍是一項艱巨的任務，現在，看起來專家都專注在核鑽石電池這個正確的軌道上，它幾乎就像發電的聖盃，或如Scott所說：「不會產生排放，不需要維修，只需直接發電。」

http://www.awaker.cn/news/detail_106145.html

 

 

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