Исследователи разработали батарею, которая может преобразовать ядерную энергию в электричество посредством выбросов света, предлагает новое исследование.
Атомные электростанции, которые генерируют приблизительно 20% всего электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах, не производит почти выбросы парниковых газов. Тем не менее, эти системы создают радиоактивные отходы, которые могут быть опасными для здоровья человека и окружающей среды. Безопасное устранение этих отходов может быть затруднено.
Используя комбинацию сцинтилляционных кристаллов, материалов высокой плотности, которые выделяют свет, когда они поглощают излучение и Солнечные элементыКоманда, возглавляемая исследователями из Университета штата Огайо, показала, что окружающая гамма -радиация может быть собрана для производства электрического производства, достаточно сильного, чтобы Силовая микроэлектроникаКак микропрессады.
Чтобы проверить эту батарею, которая представляет собой прототип из приблизительно 4 мелких кубиков, исследователи использовали два различных радиоактивных источника: Cesium-137 и Cobalt-60, одни из наиболее важных продуктов деления из изношенного ядерного топлива. Батарея была протестирована на Лаборатория ядерных реакторов штата штат ОгайоПолем LNR поддерживает поиск студентов и учителей, обучения студентов и отраслевой службы — не производит электроэнергию.
Их результаты показали, что при использовании цезия-137 батарея сгенерировала 288 Нановатты. Тем не менее, с гораздо более высоким изотопом Cobalt-60 батарея производила 1,5 микроватты мощности, почти достаточно для освещения крошечного датчика.
Хотя большинство розетки и электроники дома измеряются в киловатте, это говорит о том, что при правильном источнике питания эти устройства могут быть помещены в масштаб для целевых приложений на уровне или за пределами уровня ваттов, сказал Рэймонд Цао,, Основное обучение и учитель в механической и аэрокосмической технике в штате Огайо.
Исследование было недавно опубликовано в журнале Оптические материалы: x.
Исследователи заявили, что эти батареи будут использоваться вблизи места, где производятся ядерные отходы, например, в бассейнах хранения ядерных отходов или ядерных системах для исследования пространства и глубины — они не предназначены для общественного использования. К счастью, хотя гамма -излучение, используемое в этой работе, примерно в сто раз проникает, чем Нормальная рентгенография или компьютерная томографияСам батарея не включает радиоактивные материалы, что означает, что она всегда наверняка будет трогать.
«Мы собираем что -то, что считалось отходом и по своей природе, пытаясь превратить его в сокровища», — сказал Цао, который также является директором лаборатории ядерного реактора штата Огайо.
Согласно исследованию, батарея команды, возможно, также испытала увеличение энергии из -за состава кристаллического сцинтиллярного прототипа, который команда решила использовать. Они обнаружили, что даже форма и размер кристаллов могут оказывать влияние на конечную электрическую выходную мощность, поскольку больший объем позволяет ему поглощать большую излучение и преобразовать эту дополнительную энергию в дополнение к свету. Большая поверхность также помогает солнечному элементу генерировать мощность.
«Это революционные результаты с точки зрения выхода», — сказал Ибрагим Оксуз,, Соавтор исследования и партнера по исследованиям в механической и аэрокосмической технике в штате Огайо. «Этот двухэтапный процесс все еще находится на предварительных этапах, но следующий шаг -генерировать большие ватт с масштабирующими конструкциями».
Учитывая, что батареи этого типа, скорее всего, в конечном итоге окажутся в средах, где высокий уровень радиации уже существуют и не легко доступны для общественности, эти устойчивые устройства не будут загрязнять их окружающую среду. Что еще более важно, они также могут работать без необходимости рутинного обслуживания.
По словам Цао, масштабирование этой технологии будет дорого, если эти батареи не могут быть сделаны надежно. По словам Оксуза, необходимы дополнительные исследования для оценки полезности и ограничений аккумуляторов, в частности продолжительность продолжительности в полной безопасности.
«Концепция ядерной батареи очень многообещающая», — сказал он. «По -прежнему есть много возможностей для улучшения, но я считаю, что в будущем этот подход будет лишить для себя важное пространство в индустрии производства энергетики и датчиков».
Эта работа была поддержана Национальной администрацией ядерной безопасности Министерства ядерной безопасности США и Управлением энергетической энергии и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США. Другими соавторами являются Сабин Нойпане и Янфа Ян из Университета Толедо.
