IT之家 2024年12月05日
英国制造出世界首块碳-14 钻石电池,可为设备供电数千年
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英国科学家研制出全球首款碳-14钻石电池,利用碳-14的放射性衰变发电,可持续供电数千年。该电池将碳-14封装在钻石中,确保安全的同时产生电力,其工作原理类似于太阳能电池板,但利用的是放射性衰变产生的电子。碳-14钻石电池寿命长、可靠性高,在医疗、太空探索和核废料处理等领域拥有巨大应用潜力,例如为心脏起搏器、卫星等提供持续电力,并能有效利用核反应堆产生的碳-14废料,降低核废料处理难度和成本。这项创新技术有望为能源领域带来革命性变化,并为人类社会带来可持续的能源解决方案。

🔋 **碳-14钻石电池利用碳-14的放射性衰变发电,其工作原理类似于太阳能电池板,但利用的是放射性衰变产生的电子。** 这种电池将碳-14封装在钻石中,钻石可以安全地捕获辐射并将其转化为电能,确保了电池的安全性,同时提供持续的微瓦级电力。

⏱️ **碳-14钻石电池具有极长的使用寿命,碳-14的半衰期为5700年,这意味着即使几千年后,电池仍将保持原始电力的一半。** 这种长寿命特性使其在需要长期稳定供电的应用场景中具有显著优势,例如医疗植入物、太空探索等。

⚕️ **碳-14钻石电池在医疗领域具有巨大潜力,可以为心脏起搏器、助听器和眼科植入物等设备提供长期的电力供应。** 由于无需频繁更换电池,可以减少患者的不适感和手术风险,提高医疗设备的可靠性和安全性。

🚀 **碳-14钻石电池在太空任务和偏远地区应用前景广阔,可以为航天器、卫星和射频标签提供长达数十年的电力供应。** 这可以降低太空任务和偏远地区设备的维护成本,延长设备的使用寿命。

♻️ **碳-14钻石电池可以有效利用核废料,将核裂变反应堆产生的碳-14石墨块转化为能源。** 这项技术不仅解决了核废料处理难题,还为这些废料创造了有价值的应用,降低了核废料储存的成本和难度。

IT之家 12 月 5 日消息,英国布里斯托尔大学和英国原子能管理局(UKAEA)的科学家成功研制出世界上首块碳-14 钻石电池,可为设备供电数千年。

碳-14 钻石电池利用碳-14 的放射性衰变来发电,碳-14 是一种放射性同位素,常用于放射性碳年代测定。电池将碳-14 封装在钻石中,钻石是已知最坚硬的材料之一,可以安全地捕获辐射以产生电力。

据IT之家了解,碳-14 会发出短程辐射,辐射会被钻石外壳吸收,在产生低水平电力的同时确保安全。这种电池的工作原理类似于太阳能电池板,但它不是将光能转化为电能,而是利用放射性衰变产生的快速移动电子来发电。

这种电池的寿命长、可靠,碳-14 的半衰期为 5700 年,这意味着即使在几千年后,电池仍将保持原始电力的一半。

UKAEA 氚燃料循环主任萨拉・克拉克强调了这一创新的可持续性和安全性,她说:“钻石电池提供了一种安全、可持续的方式,提供持续的微瓦级电力。它们是一种新兴技术,利用人造钻石安全地包裹少量碳-14。”

碳-14 钻石电池的一个突出优势是其广泛的适用性。其生物兼容性使其在医疗领域具有巨大潜力,尤其是在为心脏起搏器、助听器和眼科植入物等设备提供电力方面,与传统电池相比,碳-14 电池无需频繁更换,能够减少患者的不适感与手术风险。

此外,碳-14 钻石电池在太空任务和偏远地区的应用前景同样广阔。它们能够为航天器、卫星,甚至射频标签提供几十年的电力供应,从而降低成本并延长设备的使用寿命。

布里斯托尔大学教授汤姆・斯科特强调了电池的潜力,他说:“我们的微功率技术可以支持从太空技术和安全设备到医疗植入物等一系列重要应用。我们很高兴与工业界和研究界的合作伙伴一起探索这些可能性。”

这项技术的另一个重要意义在于其对核废料的有效利用。碳-14 是从核裂变反应堆的石墨块中提取的,而石墨块是核能发电过程中产生的副产品。通过将这些放射性物质转化为能源,碳-14 钻石电池不仅解决了核废料处理的难题,还为这些废料创造了有价值的应用。据悉,仅英国就拥有近 95,000 吨石墨块。

该电池的生产过程中使用了一个由 UKAEA 与布里斯托大学联合研发的等离子沉积设备,该设备能够生长出钻石结构。这种方法不仅有效减少了核废料的堆积,还降低了安全储存的成本和难度。

碳-14 钻石电池不仅是一项技术突破,更是一种安全的能源解决方案。由于其短程辐射完全被钻石外壳吸收,因此不存在有害排放。即便电池需要处理或回收,也可以返回制造商进行安全回收。

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