「核」ダイヤモンド: 原子力発電所の廃棄物が長期的なエネルギー源になる方法

問題をリソースに変えることはできますか?はい、可能ですが、単純ではなく、すべてのエネルギーソリューションに適しているわけではありません。 2016 年、ブリストル大学は公開講演で、原子炉で減速材として使用される放射性グラファイトを使用して、それを「ベタボルタ電池」、つまり放射能が直接変換される形式の電池に変換する理論的可能性を提示しました。熱の形を通過せずにエネルギーに変換します。ブリストル大学もベタボルタイック電池の試作品を作ったが、これは炭素 14 ではなくニッケルに基づいていた。

ここに一歩前進があります: 2020 年に Arkenlight が誕生しました。この会社は、ブリストンでベタボルタ電池を開発していた研究者と、指の爪の大きさのダイヤモンドに変換された炭素 14 電池の商品化を目指す化学者によって設立されました。試作品を作った後、量産するための工場を作るという考えです。フェーズ 1 のプロトタイプは 2021 年に製造されました

当社の CVD ダイヤモンド Tritium betavoltics のプロトタイピングの第 1 段階。彼らは日本との往復で 12,000 マイルを旅しました。京都大学の原子炉内で 5 MW の出力で 1 時間、トリチウムを格子に変換して、この種のものとしては初めてのものにしました! pic.twitter.com/1obqEFseIn

— アーケンライト (@arkenlight) 2021年4月25日

少なくとも現時点では、アルカリやリチウムなどの化学電池と比較して、ベタボルタ電池の長所と短所は何ですか?スマートフォンのリチウムイオン電池やリモコンのアルカリ電池など、従来の化学電池または「ガルバニック」電池は、短時間に大量のエネルギーを供給するのに最適です。リチウムイオンバッテリーは、再充電しないと数時間しか稼働できず、数年後には充電容量のかなりの部分が失われます。比較すると、核電池またはベタボルタ電池は、長期間にわたって少量のエネルギーを生成します。それらはスマートフォンに電力を供給するのに十分なエネルギーを生成しませんが、使用される核物質に応じて、数千年にわたって小さなデバイスに安定した電気の流れを供給することができます.

ベタボルタ効果は 70 年代にすでに発見されていましたが、問題はこのタイプの製品の限られた用途に関連していました。心臓ペースメーカーは、バッテリー交換を必要としないそれらを使用できるようになりました。一方、今日、エレクトロニクスの極端な進歩により、潜在的なアプリケーションは、センサーから衛星、マイクロエレクトロニクス、あらゆるもの、ウェアラブルに至るまで無数にあり、エネルギーはほとんど必要ありませんが、非常に長期間使用できます。これらのバッテリーについては、オブジェクトを変更する未来を想像できますが、あるオブジェクトから別のオブジェクトに渡されるバッテリーは保持します。

放射性物質を近くに置くことを好まない人が多いことは明らかですが、ベタボルタイクスによる健康リスクは、トリチウムと呼ばれる放射性物質を使用して特性を赤く光らせる緊急用の赤いネオンサインに匹敵します。ガンマ線やその他のより危険な種類の放射線とは異なり、ベータ粒子は数ミリメートルのシールドで阻止できます。アーケンライトとは無関係で、パシフィックノースウェスト国立研究所の材料科学者であるランスハバードは、「通常、電池の壁は、あらゆる放出を遮断するのに十分です」と述べています。「内部はほとんど放射能を帯びていないため、人々にとって非常に安全です。」さらに、核電池が使い果たされると、安定した状態に崩壊するため、核廃棄物は残りません。

取るに足らない利点は、それらの使用により、数千年とは言わないまでも、数百年で保管される核廃棄物の量が大幅に削減されるという事実です。これらはまだ始まったばかりの研究ですが、有望な意味を持っています。

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