ВойтиНовый пользовательЗабыли пароль?
Через соцсети

Учёные создали «вечную» батарейку на основе реакторного графита

1.1kпросмотров
/
Популярное

Превращение ядерных отходов в «чистую энергию»?

По мнению разработчиков, революционная технология позволит превратить сотни тысяч тонн, в общем-то, бесполезных отходов во что-то пригодное для повторного использования в хозяйственной деятельности. В общем, учёные задались целью превратить «грязный мусор» в источник «чистой энергии».

Команда исследователей из Бристольского университета (Bristol University) разрабатывает «батарейку» (источник тока), в основе которого - углерод, а именно одна из его разновидностей - графит.

Графит? Какой графит? Не то, чтобы это необычный графит, просто он - реакторный, т.е. отличается от природного.

Реакторный графит: краткая справка 

Природный графит не очень подходит на роль поглотителя (замедлителя нейтронов), так что реакторный графит получают искусственно: смешивают нефтяной кокс и каменноугольную смолу.

Сначала из полученной смеси прессуют блоки (колонны), а затем их термически обрабатывают (обжигают при высокой температуре). На выходе получаются шестигранники или продолговатые «чушки» квадратной формы.

Графитовые «чушки» - оболочка активной зоны уран-графитового энергетического реактора. Из таких блоков выкладывают цилиндр в активной зоне реактора. Цилиндр выполняет роль замедлителя.

Графитовый цилиндр-замедлитель пронизывает ряд технологических отверстий, в том числе топливные каналы, в которых находятся тепловыделяющие сборки - герметичные трубки из цирконий-ниобиевого сплава, заполненные диоксидом урана.

Подытожим: реакторный графит является важной частью конструкции ядерных реакторов. Там он используется в качестве замедлителя нейтронов.

Однако даже тут не без сложностей: что делать с графитом, который побывал в жерле ядерного реактора? Это особенно актуально при демонтаже оборудования, отработавшего свой ресурс.

В наши дни с такими отходами ничего не делают, а хранят в укромных местах вроде сухих хранилищ отработанного ядерного топлива и радиоактивных материалов.

«Непорядок!», - подумали британские учёные, и принялись создавать «батарейку» на основе этого самого реакторного графита. По словам разработчиков, такая батарейка может служить источником питания в течение 5,000 лет. Зайцам из «Дюрасел» такое и не снилось!

Актуальность создания батарейки на основе облучённого графита

В мире накопилось примерно 250,000 тонн облученного графита. Из них около 60 тысяч тонн - в Российской Федерации.

Однако теперь, похоже, показался свет в конце тоннеля: учёные работают над тем, чтобы эта бесполезная масса отходов перестала собирать пыль, и снова начала приносить пользу.

Устройство «вечной» батарейки

«Поместив радиоактивный графит внутрь алмаза, мы превращаем долгосрочную проблему ядерных отходов в практически неиссякаемый источник чистой энергии», - рассказал Том Скотт (Tom Scott), профессор Бристольского университета (Bristol University).

«Батарейка на основе графита может служить в качестве источника тока для маломощных устройств: кардиостимуляторов, беспилотников и даже микроспутников», - продолжил Скотт.

«Мы работаем над созданием источника тока на основе облучённого графита. Источником сырья для производства батареек служат отработанные блоки-поглотители, среди прочего использовавшиеся для управления ядерным реактором на АЭС», - добавил Том Скотт.

«После обработки реакторный графит используется для производства алмаза, который потом заключается в «чистый» углеродный алмаз», - подытожил профессор.

Как работает «алмазная» батарейка?

Алмаз, находясь в радиоактивном поле, способен генерировать электричество, а это означает, что такая батарейка способна обеспечить долгосрочное снабжение энергией.

На днях команда разработчиков из Бристольского университета (Bristol University) продемонстрировала действующий прототип «алмазного» источника тока. Правда, на первых порах в качестве электрода они использовали никель-63, а не углерод-14.

Бесспорно, углерод, что называется, на очереди. Так, если эксперимент пройдёт успешно, и гаджет продемонстрирует свою работоспособность, а новая технология будет освоена промышленностью и преодолеет тернии коммерциализации, то нас ждёт революция в мире батареек.

«Мы выбрали радиоактивный изотоп углерода (углерод-14) в качестве исходного материала, поскольку при радиоактивном распаде он излучает бета-частицы: электрон (и антинейтрино), которые обладают малой проникающей способностью. Следовательно, поток электронов, возникающих при бета-распаде легко задержать: для защиты от бета-частиц достаточно алюминиевой пластины или алмаза толщиной в несколько миллиметров», - поведал Нил Фокс (Neil Fox), доктор Бристольского университета (Bristol University).

«Как правило, при длительном контакте кожи с бета-источником возникает радиоактивный ожог, так что углерод-14 нельзя глотать или касаться незащищёнными ладонями рук. Однако он полностью безопасен для организма, когда покрыт защитной оболочкой, например, алмазом. Бета-излучение, которое он испускает не способно проникнуть сквозь такой барьер. Алмаз - самый твёрдый минерал из тех, что известны человеку. Трудно представить что-то более подходящее для этих целей», - заключил Нил Фокс.

1986: операция по очистке кровель ЧАЭС от облучённых графитовых блоков и их фрагментов



 

Комментарии
Незарегистрированные пользователи могут оставить комментарий через виджет Вконтакта, Фейсбука или использовать нашу платформу. Ваш выбор мы запомним (в хорошем смысле)
Вконтактик
Фейсбучек
Для членов клуба
ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ необходимо зарегистрироваться или войти
Яндекс.Метрика