Biến chất thải hạt nhân thành kim cương chứa năng lượng sạch

Chất thải hạt nhân là mối nguy hại lớn về môi trường, nhưng trong tương lai không xa nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho một nguồn năng lượng sạch.

Nếu đóng gói các chất phóng xạ sóng ngắn trong một khối vật liệu cứng như kim cương, chúng ta có thể ngăn chặn các sóng bức xạ ngắn này thoát ra ngoài đồng thời tạo ra một điện tích nhỏ.

Các nhà khoa học tại Trường đại học Bristol đã phát triển phương pháp biến chất thải phóng xạ thành các viên pin dưới dạng kim cương nhân tạo, nhờ vậy các chất thải phóng xạ được xử lý một cách an toàn đồng thời lại có khả phát điện công suất thấp.

Trong thí nghiệm được công bố, nhóm nhóm các nhà khoa học đã sử dụng một đồng vị Niken-63 cho các thí nghiệm. Họ hy vọng rằng có thể thực hiện điều này với đồng vị phóng xạ Cacbon-14 vốn dễ dàng tìm thấy trong các khối than chì từ các nhà máy điện hạt nhân.

“Bằng cách đóng gói vật liệu phóng xạ bên trong kim cương, chúng ta biến vấn đề thâm niên của chất thải hạt nhân thành các viên pin năng lượng hạt nhân và nguồn cung cấp năng lượng sạch dài hạn”, Tom Scott, giáo sư vật liệu tại trung tâm phân tích giao diện, Đại học Bristol, Anh, cho biết.

>> Trường năng lượng bí ẩn và khả năng chữa bệnh của các kim tự tháp

Các viên pin kim cương làm từ chất thải phóng xạ này sẽ không tạo ra năng lượng lớn. Ước tính rằng một gram đồng vị Cacbon-14 trong mỗi viên pin có thể tạo ra 15J năng lượng mỗi ngày – thấp hơn mức năng lượng do một viên pin AA thông thường tạo ra. Tuy vậy, tuổi thọ của pin được quyết định bởi thời gian tự bức xạ của chúng. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng một viên pin kim cương sẽ hoạt động trong 5.730 năm thì mới tiêu tốn hết 50% năng lượng. Nhiều khả năng, các viên pin kim cương này sẽ được sử dụng cho các thiết bị bay không người lái ở độ cao lớn, máy tạo nhịp tim, tàu vũ trụ và những nơi mà việc thay thế các viên pin là việc khó khăn hoặc không khả thi.

Có khoảng 20% các nhà máy điện trên thế giới sử dụng than chì để hấp thụ neutron nhằm ổn định các phản hứng hạt nhân sinh nhiệt. Các khối than chì sau khi sử dụng phần lớn được biến thành đồng vị Carbon-14 và trở thành chất thải hạt nhân.

Chỉ riêng ở Anh, các nhà máy điện hạt nhân đã có 95.000 tấn than chì là chất thải phóng xạ.

Tuy vậy, theo các nhà khoa học, việc triển khai thực tế kết quả thí nghiệm này sẽ còn là một chặng đường dài. Chi phí để tạo ra các viên pin kim cương là khá tốn kém, vì vậy sẽ khó mà chuyển đổi một lượng lớn chất thải hạt nhân vào thành pin. Tuy nhiên, chúng ta có thể hy vọng rằng các chất thải từ các lò phản ứng hạt nhân sẽ không tồn tại mãi ở đó mà nó sẽ được xử lý và mang lại các giá trị sử dụng mới.

Video mô tả quá trình tạo ra các viên pin kim cương từ chất thải hạt nhân: