Cientistas transformam lixo nuclear em baterias de “diamante” que podem durar mil anos – Generation Information, Firstpost

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Mehul Das25 de maio de 2022 11:57:34 IST
Embora produza grandes quantidades de resíduos radioativos perigosos que são incrivelmente difíceis de processar e eliminar, poder nuclear é considerada uma fonte de energia limpa, simplesmente porque tem 0 emissões de dióxido de carbono. Agora, um grupo de cientistas potencialmente encontrar uma solução para lidar com resíduos nucleares, isso pode muito bem mudar a tecnologia das baterias, como a conhecemos hoje.
Um protótipo da bateria betavoltaica de diamante de carbono-14 da Arkenlight. Crédito da imagem: Universidade de Bristol
Em 2016, um grupo de pesquisadores, físicos e químicos da Universidade de Bristol começou a trabalhar no que veio a ser conhecido como baterias de diamante radioativo. A invenção que eles criaram foi apresentada como um dispositivo betavoltaico, o que significa que é alimentado pelo decaimento beta do lixo nuclear.
O decaimento beta é um tipo de decaimento radioativo que ocorre quando o núcleo de um átomo tem um excesso de partículas e libera algumas delas para obter uma proporção mais estável de prótons para nêutrons. Isso produz um tipo de radiação ionizante chamada radiação beta, que envolve muitos elétrons ou pósitrons de alta velocidade e alta energia conhecidos como partículas beta.
Uma célula betavoltaica típica consiste em finas camadas de subject matter radioativo colocadas entre semicondutores. À medida que o subject matter nuclear decai, ele emite partículas beta que soltam elétrons no semicondutor, criando uma corrente elétrica. No entanto, a densidade de potência da fonte radioativa é menor quanto mais distante estiver do semicondutor. Isso significa que as baterias nucleares são muito menos eficientes do que outros tipos de baterias. É aí que entra o diamante policristalino (PCD).
As baterias radioativas são feitas através de um processo chamado de deposição de vapor químico, que é amplamente utilizado para a fabricação de diamantes artificiais. Pesquisadores modificaram o processo para cultivar diamantes radioativos usando metano radioativo contendo o isótopo radioativo Carbon-14, que é encontrado em blocos de grafite de reator irradiados. Esses diamantes podem atuar tanto como fonte radioativa quanto como semicondutor.
Quando exposto à radiação beta, você obterá uma bateria de longa duração que não precisa ser recarregada. O lixo nuclear em seu internal o abastece repetidamente, permitindo que ele se carregue por eras, com muito pouca ou nenhuma degradação mensurável ao longo de centenas de anos. Teoricamente falando, uma única bateria pode ser usada por mais de mil anos, sem precisar ser substituída ou recarregada.
Ao escrever esta peça, a bateria é um protótipo funcional, que não pode ser usado em aplicativos comuns como laptops ou telefones celulares. Como a energia fornecida é muito pequena, sua aplicação é limitada a pequenos dispositivos que não consomem muita energia. Para torná-lo implementável em larga escala comercial, os pesquisadores estão trabalhando em tecnologia que lhes permita desenvolver e sustentar a invenção.
A Arkenlight, uma empresa inglesa que está comercializando a bateria de diamante radioativo da Bristol, planeja lançar seu primeiro produto, uma microbateria para marca-passos e sensores no mercado no ultimate de 2023.
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