Существующие атомные станции не способны полностью «сжечь» радиоактивные материалы и на самом деле отработанное ядерное топливо еще много лет продолжает вырабатывать энергию, нагревая атмосферу без всякой пользы. Но новый проект ученых из Университета штата Огайо позволит применить солнечные фотопанели и продолжать получать от ядерного мусора полезную энергию.
Исследователи из Огайо разработали систему, которая использует ядерный распад, чтобы заставить светиться сцинтилляционные кристаллы. Свет этих кристаллов позволяет солнечным панелям вырабатывать полезное электричество.
Сцинтилляционный кристалл — это материал, который излучает свет при поглощении радиации и сегодня используется в детекторах радиационного излучения.
Исследование, опубликованное в журнале Optical Materials: X, демонстрирует, что фоновые уровни радиационного гамма-излучения могут иметь достаточно энергии для питания небольшой электроники.
Команда протестировала прототип батареи с цезием-137 и кобальтом-60, обычными радиоактивными отходами ядерных реакторов. Используя цезий-137, новая батарея производила 288 нановатт энергии, в то время как кобальт — 60 производил 1,5 микроватта-этого достаточно для питания небольшого датчика.
Хотя это может показаться чрезвычайно небольшим количеством энергии — стандартная светодиодная лампа мощностью 10 Вт требует 10 миллионов микроватт — исследователи говорят, что их подход может быть расширен до технологии энергопотребления в ваттах или даже выше.
Такие батареи можно использовать в средах, где образуются ядерные отходы, например в бассейнах для хранения ядерных отходов. Они потенциально долговечны и практически не требуют регулярного технического обслуживания.
Исследователи также отметили, что структура кристаллов сцинтиллятора может влиять на выработку энергии, предполагая, что более крупные кристаллы поглощают больше радиационного излучения и излучают больше света. Солнечная батарея с большей площадью поверхности также может поглощать больше света и, следовательно, производить больше энергии.
В настоящее время масштабирование этой технологии будет дорогостоящим, и необходимы дополнительные исследования для уточнения полученных результатов.
