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鉆石打造核電池:使用5000年電量才會(huì)掉一半

關(guān)鍵詞 鉆石|2016-12-01 10:42:54|來源 中國(guó)超硬材料網(wǎng)
摘要 「鉆石恒久遠(yuǎn)」是一句經(jīng)典的廣告詞,表現(xiàn)鉆石無匹的強(qiáng)度使它歷久彌新。不過鉆石所打造的電池也一樣有著極為長(zhǎng)久的續(xù)電能力,使用5000年電量才會(huì)掉一半。英國(guó)布里斯托大學(xué)(Universi...
  「鉆石恒久遠(yuǎn)」是一句經(jīng)典的廣告詞,表現(xiàn)鉆石無匹的強(qiáng)度使它歷久彌新。不過鉆石所打造的電池也一樣有著極為長(zhǎng)久的續(xù)電能力, 使用5000年電量才會(huì)掉一半。
  英國(guó)布里斯托大學(xué)(University of Bristol)的研究團(tuán)隊(duì)試著利用放射性同位元素來做電池能量源,外頭包覆著一層人造鉆石,同時(shí)成為電流回路,也可以利用鉆石的強(qiáng)度來阻擋放射線,一舉兩得。

經(jīng)典科幻片「星際大戰(zhàn)」當(dāng)中的光劍,是由「能量水晶」所驅(qū)動(dòng),也許就是一種核電池。
  這電池可連續(xù)用20年又安全 但你敢用嗎?
  這種電池不是以化學(xué)能來發(fā)電,也不是發(fā)電機(jī)的作用,而是利用射線電池(Betavoltaic device)的原理。核物質(zhì)釋放的貝他射線(β-ray)被人造鉆石吸收后,就會(huì)形成小小的電流。目前研究團(tuán)隊(duì)是用鎳63作為放射源,因?yàn)殒?3就是典型的貝他射線放射源,但是它的產(chǎn)量很少,不適合大量應(yīng)用。所以研究團(tuán)隊(duì)希望用碳14為核心。研究團(tuán)隊(duì)主持人湯姆史考特教授(Tom Scott )說:「我們計(jì)畫以核廢料物質(zhì)來做電池核心,既能處理核廢料,還能轉(zhuǎn)換成更好的用途,而碳14就是我們的目標(biāo)?!?br />   在科學(xué)領(lǐng)域上,碳14是個(gè)常見的名詞,它稀少的存在于自然界中,生物體內(nèi)都有固定數(shù)量的碳14,因此常常做為歷史定年工具,可以定年到10萬年之間的化石與遺物。
  但是碳14也會(huì)從提煉核武的過程中產(chǎn)生,主要是石墨式反應(yīng)器的副產(chǎn)品,英國(guó)在冷戰(zhàn)期間,大量製作核武的時(shí)間裡,產(chǎn)生了9.5萬石墨塊。石墨就是晶格形狀不同的碳,因此這些石墨塊里,就會(huì)連帶產(chǎn)生大量的碳14。要是能精煉出純萃的碳14,并且包覆在鉆石里,就能形成一枚鉆石外殼的核電池。
  尼爾??怂共┦?Dr. Neil Fox)說:「貝他射線(β-ray)如果與裸露的皮膚接觸,確實(shí)會(huì)產(chǎn)生緩慢的輻射傷害,但是鉆石是人類已知的最堅(jiān)硬物質(zhì),因此它的高密度可以擋住所有貝他射線。」
  不過由于碳14所製成的電池的功率并不高,目前估計(jì),一公克的碳14鉆石核電池,僅能在一天內(nèi)提供15焦耳,還不到一枚3號(hào)電池的量。但是它的使用時(shí)間極長(zhǎng),需要5730年才會(huì)使功率衰退一半,而這種歲月已超過許多人類文明的存在時(shí)間了。史考特教授補(bǔ)充說:「我們認(rèn)為,鉆石核電池是使用在低耗電與長(zhǎng)時(shí)間使用的電子設(shè)備中,比如人工器官、太空人造衛(wèi)星、高空無人飛機(jī),甚至行星探測(cè)船等?!?br />   當(dāng)然,即使技術(shù)上可行,在實(shí)際應(yīng)用上還是難題,不管是碳14的精煉,或是人工鉆石的合成,目前都還非常昂貴,因此想看到能夠恒久供電的鉆石核電池問世,還需要一段時(shí)間。
 

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