Baru-baru ini, para ilmuwan Tiongkok secara resmi mengumumkan hasil penelitian mereka tentang baterai energi nuklir di Majalah Nature . Oleh karena itu, tim peneliti Profesor Wang Shu Ao dari Universitas Dong Wu (Tiongkok) memanfaatkan sinar alfa yang dilepaskan dari isotop radioaktif untuk menciptakan baterai jenis ini.

Saat ini, isotop radioaktif alfa merupakan "kandidat" yang cemerlang untuk baterai mikronuklir, karena energi peluruhannya yang tinggi, antara 4 hingga 6 mega elektron volt (MeV). Energi potensial sinar alfa jauh melebihi energi potensial perangkat penambangan isotop radioaktif beta. Sementara itu, energi peluruhan tertinggi isotop radioaktif beta adalah sekitar beberapa puluh kiloelektron volt (KeV).

Meskipun efisiensinya 8.000 kali lebih tinggi daripada baterai konvensional, baterai mikronuklir masih memiliki keterbatasan karena penetrasi yang sangat singkat ke dalam zat padat menyebabkan partikel alfa kehilangan banyak energi melalui efek penyerapan sendiri. Menurut Profesor Vuong Thu Ao, ketua tim peneliti, "Efek penyerapan sendiri mengurangi kapasitas aktual baterai mikronuklir radioisotop alfa jauh lebih besar daripada kapasitas teoritisnya."

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
Ilustrasi baterai mikronuklir ciptaan ilmuwan Tiongkok. Sumber foto: SCMP

Desain baterai mikronuklir ini memiliki lapisan terintegrasi yang berfungsi seperti sel surya untuk memaksimalkan radiasi alfa. Tim ini menggabungkan konverter energi—lapisan polimer yang mengelilingi isotop yang mentransfer energi yang dilepaskan selama radiasi—dengan mengubahnya menjadi cahaya dan listrik, seperti sel fotovoltaik.

Berdasarkan penelitian ini, hanya dengan menggunakan 11 mikrokuri (μCi) zat radioaktif sintetis 243Am, kompleks tersebut menghasilkan luminesensi dari sinar alfa yang dipancarkan oleh proses peluruhan isotop. Dalam percobaan lain, daya luminesensi ditentukan sebesar 11,88 nanowatt (nW), dengan efisiensi konversi energi dari proses peluruhan menjadi cahaya mencapai 3,43%.

Tim peneliti menyatakan bahwa baterai nuklir fotovoltaik yang mengubah radiasi menjadi energi listrik memiliki masa pakai yang panjang dan beroperasi secara independen terhadap perubahan suhu. Lebih spesifik lagi, baterai mikronuklir eksperimental ini memiliki efisiensi konversi daya total sebesar 0,889% dan menghasilkan 139 mikrowatt/curie.

Baterai mikronuklir yang dikembangkan oleh tim peneliti telah diverifikasi secara ketat melalui teori dan banyak percobaan, menunjukkan bahwa efisiensi konversi energinya 8.000 kali lebih tinggi daripada struktur baterai konvensional.

Demikian pula, konverter daya juga sangat stabil, dengan parameter kinerja yang hampir konstan selama lebih dari 200 jam operasi berkelanjutan. Dengan waktu paruh 243Am dari bahan radioaktif sintetis, baterai mikronuklir ini memiliki masa pakai hingga beberapa abad.

Struktur baterai (foto 1), karakteristik konverter energi (foto 2), hasil penelitian teoretis dan eksperimental (foto 3), dan hasil kinerja baterai (foto 4). Sumber foto: Laboratorium Riset Utama Kedokteran Nuklir dan Keselamatan Radiasi Tiongkok.

"Ini merupakan salah satu terobosan besar dalam baterai nuklir dalam beberapa dekade terakhir," komentar China Science and Technology Daily . Penelitian ini tidak hanya menjawab kebutuhan strategis dan keselamatan Tiongkok untuk tenaga nuklir, tetapi juga menawarkan pendekatan baru untuk pemanfaatan limbah nuklir dan nuklida aktinida di luar siklus bahan bakar nuklir.

Surat kabar SCMP menilai sebagai berikut: "Waktu paruh yang panjang dan peluruhan alfa berenergi tinggi dari beberapa isotop menunjukkan toksisitas radioaktif limbah nuklir. Namun, isotop-isotop ini tetap memiliki keunggulan berupa umur panjang dan energi tinggi."

Profesor Wang Shu Ao adalah seorang ilmuwan Tiongkok yang telah meraih prestasi luar biasa dalam proyek-proyek pengolahan limbah nuklir dan air limbah, serta penelitian tentang tanggap darurat kecelakaan. Ia telah menghabiskan bertahun-tahun berfokus pada kebutuhan strategis Tiongkok untuk pengembangan nuklir yang berkelanjutan dan aman.

Ilmuwan nanoteknologi terkemuka dunia meninggalkan AS untuk pulang kampung guna berkontribusi CHINA - Pada usia 63 tahun, Tn. Vuong Trung Lam, ilmuwan nanoteknologi terkemuka dunia, memutuskan untuk pulang kampung setelah hampir 30 tahun bekerja di AS.