นักวิจัยได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ทำงานบนของเสียนิวเคลียร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพความคิดที่ชวนให้นึกถึงมอนสเตอร์ขนาดมหึมาที่เจริญรุ่งเรืองในการแผ่รังสี
พลังงานนิวเคลียร์เป็นหัวข้อที่ถกเถียงกัน ในอีกด้านหนึ่งมันบัญชีเกี่ยวกับร้อยละ 20จากการผลิตไฟฟ้าของสหรัฐอเมริกาและมีส่วนช่วยลดการปล่อยคาร์บอนของประเทศน้อยมาก ในอีกด้านหนึ่งเป็นปัญหาที่สำคัญเนื่องจากไม่เพียง แต่เป็นอันตรายต่อมนุษย์สัตว์และสิ่งแวดล้อม แต่ยังยากที่จะกำจัด ซึ่งหมายความว่ามันอาจยังคงเป็นภัยคุกคามสำหรับจนกว่าจะสลายตัวไปสู่ระดับที่ปลอดภัย (แต่ถึงอย่างนั้นส่วนประกอบบางอย่างก็ยังคงมีกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายมาหลายหมื่นปี)
แต่ถ้าขยะนิวเคลียร์นั้นเป็นแหล่งพลังงาน? นักวิจัยที่ Ohio State University ได้สร้างแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เพียง 4 ลูกบาศก์เซนติเมตร (0.24 ลูกบาศก์นิ้ว) ที่สามารถแปลงพลังงานนิวเคลียร์เป็นไฟฟ้าผ่านการปล่อยแสง แม้ว่าพวกเขาจะวิ่งออกไปจากแหล่งกัมมันตภาพรังสี แต่แบตเตอรี่เองก็ไม่มีวัสดุกัมมันตรังสีใด ๆ ดังนั้นจึงปลอดภัยที่จะสัมผัส
นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่ารังสีแกมม่าโดยรอบ (การแผ่รังสีไอออนที่เป็นอันตราย) สามารถเก็บเกี่ยวได้จากของเสียนิวเคลียร์โดยใช้ผลึก scintillator (ซึ่งปล่อยแสงเมื่อดูดซับรังสีไอออไนซ์) และเซลล์แสงอาทิตย์ ทีมเชื่อว่ากระบวนการนี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากพอที่จะใช้พลังงานไมโครอิเล็กทรอนิกส์เช่นไมโครชิป
“ เรากำลังเก็บเกี่ยวบางสิ่งที่ถือว่าเป็นของเสียและโดยธรรมชาติพยายามที่จะเปลี่ยนเป็นสมบัติ” เรย์มอนด์ไพร้าศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่รัฐโอไฮโอและผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของรัฐโอไฮโอกล่าวใน Aคำแถลง-
พวกเขาทดสอบต้นแบบของแบตเตอรี่โดยใช้แหล่งกัมมันตภาพรังสีที่แตกต่างกันสองแหล่ง: ซีเซียม -137 และโคบอลต์ -60 ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่พบบ่อยที่สุดของฟิชชันนิวเคลียร์
เมื่อทำการทดสอบในซีเซียม -137 ทีมพบว่าแบตเตอรี่ผลิต 288 นาโนวัตต์ สำหรับบริบทนาโนวัตต์เป็นหนึ่งพันล้านของวัตต์และคุณต้องการหนึ่งในบรรดาผู้ที่มีโทรทัศน์ในสแตนด์บาย อย่างไรก็ตามมันเป็นภาพที่แตกต่างกันเมื่อใช้ Cobalt-60; จากนั้นแบตเตอรี่ที่ผลิต 1.5 microwatts (microwatts เป็นพลังงานหนึ่งล้านของวัตต์) นี่คือปริมาณที่จำเป็นในการเปิดเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก
ที่น่าสนใจ Cao และเพื่อนร่วมงานของเขาเชื่อว่าแบตเตอรี่ต้นแบบของพวกเขาอาจมีการเพิ่มขึ้นของพลังงานเนื่องจากการแต่งหน้าของผลึก scintillator ต้นแบบที่พวกเขาใช้โดยมีรูปร่างและขนาดที่มีอิทธิพลต่อเอาต์พุตไฟฟ้าสุดท้าย คริสตัลที่มีปริมาตรขนาดใหญ่สามารถดูดซับรังสีได้มากขึ้นและแปลงเป็นแสงมากขึ้น
“ สิ่งเหล่านี้เป็นผลลัพธ์ที่ก้าวหน้าในแง่ของการส่งออกพลังงาน” อิบราฮิมโอเคซุซกล่าว ผู้เขียนร่วมของการศึกษาและผู้ร่วมงานวิจัยด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศที่รัฐโอไฮโอ "กระบวนการสองขั้นตอนนี้ยังคงอยู่ในขั้นตอนเบื้องต้น แต่ขั้นตอนต่อไปเกี่ยวข้องกับการสร้างวัตต์ที่ยิ่งใหญ่กว่าด้วยโครงสร้างที่เพิ่มขึ้น"
แน่นอนว่ามันไม่เพียงพอที่จะเพิ่มพลังงานบางอย่างเช่นบ้าน - ที่ต้องใช้กิโลวัตต์ - แต่ด้วยแหล่งพลังงานที่เหมาะสมอุปกรณ์เหล่านี้สามารถปรับขนาดขึ้นเป็นแอปพลิเคชันเป้าหมายอย่างน้อยหรือสูงกว่าระดับวัตต์ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่จะไม่ถูกกำหนดเป้าหมายสำหรับการใช้งานสาธารณะ เป้าหมายคือพวกเขาจะถูกนำมาใช้ในกรณีที่มีการผลิตของเสียนิวเคลียร์เช่นในสระว่ายน้ำของเสียนิวเคลียร์หรือระบบนิวเคลียร์สำหรับอวกาศและการสำรวจ
เนื่องจากแบตเตอรี่เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการแผ่รังสีในระดับสูงจึงสามารถใช้สำหรับระยะเวลายาวนานโดยไม่ทำให้เกิดมลพิษโดยรอบและไม่มีการบำรุงรักษาตามปกติ
อย่างไรก็ตามมันจะค่อนข้างแพงในการขยายเทคโนโลยีเหล่านี้ขึ้นเว้นแต่ว่าพวกเขาจะสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือ ก่อนหน้านั้นจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อประเมินยูทิลิตี้และข้อ จำกัด ของแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่งระยะเวลาที่พวกเขาสามารถทำงานได้เมื่อติดตั้ง
อย่างไรก็ตาม Oksuz กล่าวว่าแนวคิดนี้ยังคงเป็น "มีแนวโน้มมาก"
“ ยังมีพื้นที่มากมายสำหรับการปรับปรุง แต่ฉันเชื่อในอนาคตวิธีนี้จะแกะสลักพื้นที่สำคัญสำหรับตัวเองทั้งในอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานและเซ็นเซอร์”
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในวัสดุแสง: x-
