นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ก้อนแรกของโลกซึ่งใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่ฝังอยู่ในเพชร สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ขนาดเล็กได้เป็นเวลาหลายพันปี
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาของเพชรที่วางใกล้กับแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริสตอลในสหราชอาณาจักรอธิบายไว้เมื่อวันที่ 4 ธันวาคมคำแถลง- ไม่จำเป็นต้องมีการเคลื่อนไหวทั้งแบบเชิงเส้นหรือแบบหมุน นั่นหมายความว่าไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานในการเคลื่อนแม่เหล็กผ่านขดลวดหรือหมุนเกราะภายในสนามแม่เหล็กเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ดังที่จำเป็นในแหล่งพลังงานทั่วไป
แบตเตอรี่เพชรจะเก็บอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เร็วซึ่งถูกกระตุ้นด้วยการแผ่รังสี คล้ายกับวิธีที่พลังงานแสงอาทิตย์ใช้เซลล์สุริยะเพื่อแปลงโฟตอนเป็นไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์กล่าว
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเดียวกันได้สาธิตแบตเตอรี่เพชรต้นแบบซึ่งใช้นิกเกิล-63 เป็นแหล่งกัมมันตภาพรังสีเป็นครั้งแรกในปี 2560 ในโครงการใหม่นี้ ทีมงานได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ทำจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14 ที่ฝังอยู่ในเพชรที่ผลิตขึ้น
นักวิจัยเลือกคาร์บอน-14 เป็นวัสดุต้นทางเนื่องจากปล่อยรังสีระยะสั้น ซึ่งวัสดุแข็งจะดูดซับได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าไม่ต้องกังวลกับอันตรายจากรังสี แม้ว่าคาร์บอน-14 จะเป็นอันตรายหากกลืนหรือสัมผัสด้วยมือเปล่า แต่เพชรที่กักไว้จะป้องกันไม่ให้รังสีในระยะสั้นหลุดออกไป
“เพชรเป็นสสารที่แข็งที่สุดที่มนุษย์รู้จัก ไม่มีอะไรที่เราสามารถใช้ได้จริง ๆ ที่สามารถให้การปกป้องได้มากกว่า”นีล ฟ็อกซ์ศาสตราจารย์ด้านวัสดุเพื่อพลังงานจากมหาวิทยาลัยบริสตอล กล่าวในแถลงการณ์
ที่เกี่ยวข้อง:
คาร์บอน-14 เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่อุดมสมบูรณ์ในบล็อกกราไฟท์ที่ใช้ในการควบคุมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ นักวิจัยพบว่าไอโซไทป์นั้นกระจุกตัวอยู่บนพื้นผิวของบล็อกเหล่านี้
แบตเตอรี่นิวเคลียร์เพชรหนึ่งก้อนที่มีคาร์บอน-14 0.04 ออนซ์ (1 กรัม) สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 15 จูลต่อวัน สำหรับการเปรียบเทียบ แบตเตอรี่อัลคาไลน์ขนาด AA มาตรฐาน ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 0.7 ออนซ์ (20 กรัม) มีระดับการจัดเก็บพลังงานที่ 700 จูลต่อกรัม มันให้พลังงานมากกว่าแบตเตอรี่นิวเคลียร์เพชรในระยะสั้น แต่จะหมดภายใน 24 ชั่วโมง
ในทางตรงกันข้าม ครึ่งชีวิตของคาร์บอน-14 คือ 5,730 ปี ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะใช้เวลานานขนาดนั้นจึงจะหมดลงเหลือพลังงาน 50% นี่คือ- อีกจุดหนึ่งของการเปรียบเทียบ ยานอวกาศที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่เพชรคาร์บอน-14 จะไปถึงได้— ดาวเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเรา ซึ่งมีค่าประมาณ 4.4จากโลก — นานก่อนที่พลังของมันจะหมดลงอย่างมาก
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถใช้งานได้หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการเดินทางในอวกาศ การใช้งานเฉพาะ ได้แก่ เครื่องเอ็กซ์เรย์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องใช้งานเป็นเวลานานแต่ต้องใช้พลังงานต่ำ เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ และเครื่องที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากและอันตราย เช่น เครื่องจักรน้ำมันและก๊าซบนพื้นทะเล แบตเตอรี่ยังสามารถทำให้มีขนาดเล็กพอที่จะจ่ายไฟให้กับแท็กความถี่วิทยุเพื่อระบุและติดตามอุปกรณ์และน้ำหนักบรรทุกบนโลกหรือในอวกาศ
แบตเตอรี่ซึ่งสร้างขึ้นบนแท่นขุดเจาะพลาสมาใกล้เมืองอาบิงดัน เมืองอ็อกซ์ฟอร์ดเชียร์ ในสหราชอาณาจักรโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยบริสตอล และหน่วยงานพลังงานปรมาณูแห่งสหราชอาณาจักร (UKAEA) ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว จึงไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา และก็ไม่ทำ มีการปล่อยก๊าซคาร์บอน
