Naučnici otkrili bateriju koja može da koristi nuklearni otpad kao izvor energije

Nova studija predlaže način za ponovno korišćenje ovog otpada – za napajanje baterija u mikroelektronici. Istraživači u SAD-u su koristili ambijentalno gama zračenje koje emituje nuklearni otpad kako bi proizveli dovoljno energije za rad mikročipova. Ova vrsta energije trenutno može da napaja samo male senzore, ali tim veruje da bi tehnologija mogla da se unapredi i proširi.

„Koristimo nešto što se smatra otpadom i pokušavamo da ga pretvorimo u vredan resurs“, kaže nuklearni inženjer Rejmond Cao sa Univerziteta Ohajo Stejt.

Oko 10 odsto globalnih energetskih potreba trenutno se zadovoljava nuklearnom energijom, koja predstavlja alternativu fosilnim gorivima. Ako naučnici pronađu način da iskoriste nuklearni otpad, ova tehnologija bi mogla postati još privlačnija.

Nuklearne baterije – uređaji koji pretvaraju radioaktivni raspad u električnu energiju – razvijaju se već decenijama, ali još uvek nisu dostigle široku praktičnu primenu.

U ovom istraživanju, energija je generisana u dve faze: prvo su scintilatorni kristali pretvarali zračenje u svetlost, a zatim su solarne ćelije tu svetlost konvertovale u električnu energiju. Prototip baterije imao je zapreminu od oko četiri kubna centimetra.

Prilikom testiranja sa dva radioaktivna izvora – cezijum-137 i kobalt-60, koji su česti otpadni proizvodi nuklearne fisije – baterija je proizvela 288 nanovata i 1,5 mikrovata energije, respektivno.

„Ovo su revolucionarni rezultati u pogledu izlazne snage“, kaže Ibrahim Oksuz, inženjer aeronautike sa Univerziteta Ohajo Stejt.

„Ovaj dvostepeni proces je još u ranoj fazi, ali sledeći korak je povećanje proizvodnje energije kroz veće i efikasnije konstrukcije.“

Ove baterije bi se koristile u blizini objekata u kojima se proizvodi nuklearni otpad, a ne za komercijalne ili kućne potrebe. Međutim, potencijal postoji za senzore i monitore koji bi zahtevali minimalno održavanje.

Sam uređaj bi bio bezbedan za dodir i ne bi zagađivao okolinu, tvrde istraživači, iako i dalje postoje otvorena pitanja o tome koliko dugo bi ovakav izvor energije mogao trajati nakon instalacije.

„Otpornost scintilatora i fotonaponskih ćelija na zračenje je ključni faktor koji zahteva dalje istraživanje“, navodi istraživački tim.

Ova tehnologija bi mogla da se primeni i na drugim mestima gde postoji gama zračenje, poput svemira. Potrebna su značajna poboljšanja prototipa, ali istraživači su sigurni u osnovni koncept.

Tokom studije, tim je takođe otkrio kako konfiguracija kristala i solarnih ćelija utiče na efikasnost konverzije energije, što će biti od značaja za buduća istraživanja.

„Koncept nuklearne baterije je izuzetno obećavajući“, kaže Oksuz.

„Ima još mnogo prostora za poboljšanja, ali verujem da će u budućnosti ova tehnologija zauzeti važno mesto u industriji energetike i senzora.“

Istraživanje je objavljeno u časopisu Optical Materials: X.