2022-10-18

Zielony Atom

Atomowe ciekawostki każdego dnia

Diamentowe baterie z odpadów radioaktywnych – hit czy kit?

Od kilku dni obserwujemy lawinę newsów o diamentowych bateriach z odpadów radioaktywnych. Zobaczmy oficjalne wideo, które autorzy pomysłu opublikowali na kanale University of Bristol w listopadzie 2016. Mimo że pomysł nie jest nowy, to raz po raz wraca do mediów, a dziennikarze bez żadnego zastanowienia kopiują od siebie te same mity…

Zobaczmy najpierw film reklamowy:

Znowu pojawiają się odpady radioaktywne w żółtych beczkach po oleju z wielkim czarnym znakiem ☢, co jest typową bujdą na temat odpadów promieniotwórczych. Zobaczmy, co proponują autorzy pomysłu i jakie są fakty:

  • Bateria ma wykorzystywać nie wypalone paliwo jądrowe, a węgiel z grafitowych elementów, używanych jako moderator. Najczęściej występującym izotopem jest węgiel-12. Po absorpcji neutronu, pochodzącego z rozszczepienia uranu, powstaje węgiel-13, a po wchłonięciu kolejnego – węgiel-14, który jest promieniotwórczy i emituje promieniowanie beta.
  • Separacja izotopowa mogłaby zachodzić w wirówkach gazowych, podobnie jak to się robi podczas wzbogacania uranu. Węgiel nie występuje w stanie ciekłym i od razu przechodzi w gaz (sublimacja) w temperaturze 3852 °C. W filmie nie jest powiedziane, jak autorzy chcą oddzielić radioaktywny węgiel od zwykłego, ale podejrzewam, że właśnie w ten sposób. W wysokiej temperaturze produkuje się diamenty syntetyczne.
  • Zjawisko generowania prądu w wyniku promieniowania beta to efekt betawoltaiczny i nie jest niczym nowym. Obrazowo mówiąc, promieniowanie beta to elektrony, które trzeba złapać i puścić w obwód elektryczny. Produkowane są ogniwa betawoltaiczne wykorzystujące tryt oraz nikiel-63. W opisie eksperymentu jest napisane The team have demonstrated a prototype ‘diamond battery’ using Nickel-63 as the radiation source. Czyli wykorzystali dotychczas znane rozwiązanie!

Do tego momentu brzmi sensownie. Zatem dlaczego nikt tego nie robi? Baterie trytowe zapewniają moc rzędu 100uW (mikrowatów) czyli bardzo niewiele, co ogranicza ich zastosowanie tylko do urządzeń mikromocowych, które mają działać przez wiele lat. Choć węgiel-14 ma ok. 10-krotnie większą energię rozpadu, to jego aktywność jest ponad 2000 razy mniejsza. Oznacza to, że emituje zdecydowanie mniej cząstek beta niż tryt i zapewnia jeszcze mniejszą moc elektryczną. Zatem czy przerabianie go na diamenty w ogóle ma sens, skoro znamy już lepsze rozwiązania?

W filmie jest też kilka błędów. Przede wszystkim węgiel-14 nie przestaje być promieniotwórczy stając się z powrotem zwykłym węglem-12, ale przemienia się w azot-14. Mocno zastanawiające jest także to, że na początku grafitowe bloki (które są odpadem nisko lub średnio aktywnym), składające się z mieszaniny węgla-12, 13 i 14 przedstawione są jako wielkie śmiertelne niebezpieczeństwo, a węgiel-14 skondensowany w diamentowych bateriach już jest ok?

Co myślicie o diamentowych bateriach z węgla-14? Ma to sens czy to rozdmuchana medialna ściema?

Atomowa bateria - hit czy hit?
Atomowa bateria – hit czy hit?