Baru-baru ini, saintis China secara rasmi mengumumkan hasil penyelidikan mereka mengenai bateri tenaga nuklear dalam jurnal Nature . Sehubungan itu, pasukan penyelidik Profesor Wang Shu Ao dari Universiti Dongwu (China) mengeksploitasi sinar alfa yang dikeluarkan daripada isotop radioaktif untuk mencipta bateri jenis ini.

Pada masa ini, isotop radioaktif alfa adalah "calon" cerah untuk bateri mikronuklear, disebabkan oleh tenaga pereputan yang tinggi, dari 4 hingga 6 megaelektron volt (MeV). Tenaga sinaran alfa berpotensi untuk jauh melebihi peranti perlombongan isotop radioaktif beta. Sementara itu, tenaga pereputan isotop radioaktif beta tertinggi ialah kira-kira beberapa puluh kiloelektron volt (KeV).

Walaupun kecekapan adalah 8,000 kali lebih tinggi daripada bateri konvensional, bateri mikronuklear masih mempunyai had kerana keupayaan untuk menembusi sangat pendek ke dalam pepejal menyebabkan zarah alfa kehilangan banyak tenaga melalui kesan penyerapan diri. Menurut Profesor Vuong Thu Ao - ketua pasukan penyelidik: "Kesan penyerapan diri mengurangkan kapasiti sebenar bateri mikronuklear isotop alfa lebih daripada yang teori."

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
Ilustrasi bateri mikro-nuklear yang dicipta oleh saintis China. Sumber foto: SCMP

Reka bentuk bateri mikronuklear mempunyai lapisan bersepadu yang bertindak seperti sel suria untuk memanfaatkan sinaran alfa sepenuhnya. Pasukan itu menggabungkan penukar tenaga - lapisan polimer yang mengelilingi isotop yang memindahkan tenaga yang dibebaskan semasa sinaran. Dengan menukarkannya kepada cahaya dan elektrik, seperti sel fotovoltaik.

Menurut penyelidikan ini, hanya menggunakan 11 mikrokuri (μCi) bahan radioaktif sintetik 243Am, kompleks itu menghasilkan pendaran cahaya daripada sinar alfa yang dipancarkan oleh proses pereputan isotop. Dalam eksperimen lain, kuasa luminescence ditentukan sebagai 11.88 nanowatt (nW), dengan kecekapan menukar tenaga daripada proses pereputan kepada cahaya mencapai 3.43%.

Pasukan penyelidik berkata bahawa bateri nuklear fotovoltaik yang menukar sinaran kepada tenaga elektrik mempunyai jangka hayat yang panjang dan beroperasi secara bebas daripada perubahan suhu. Khususnya, bateri mikronuklear eksperimen mempunyai jumlah kecekapan penukaran kuasa sebanyak 0.889% dan menjana 139 mikrowatt/kuri.

Bateri mikronuklear yang dibangunkan oleh pasukan penyelidik telah disahkan dengan teliti melalui teori dan banyak eksperimen, menunjukkan bahawa kecekapan penukaran tenaganya adalah 8,000 kali lebih tinggi daripada struktur bateri konvensional.

Begitu juga, penukar kuasa juga sangat stabil, parameter prestasi hampir malar selama lebih daripada 200 jam operasi berterusan. Dengan separuh hayat bahan radioaktif sintetik ialah 243Am, bateri mikronuklear mempunyai jangka hayat sehingga beberapa abad.

Struktur bateri (foto 1), ciri penukar tenaga (foto 2), hasil penyelidikan teori dan eksperimen (foto 3) dan keputusan prestasi bateri (foto 4). Sumber foto: Makmal Penyelidikan Utama China Perubatan Nuklear dan Keselamatan Sinaran.

"Ini adalah salah satu kejayaan besar dalam bateri nuklear dalam beberapa dekad kebelakangan ini," komen China Science and Technology Daily . Penyelidikan itu bukan sahaja menangani keperluan strategik dan keselamatan China untuk tenaga nuklear, tetapi juga menawarkan pendekatan baharu untuk penggunaan sisa nuklear dan nuklida aktinida di luar kitaran bahan api nuklear.

Akhbar SCMP menilai seperti berikut: "Separuh hayat yang panjang dan pereputan alfa bertenaga tinggi beberapa isotop nyata sebagai ketoksikan radioaktif sisa nuklear. Walau bagaimanapun, isotop ini masih membawa kelebihan hayat yang panjang dan tenaga yang tinggi."

Profesor Wang Shu Ao ialah seorang saintis China yang telah membuat pencapaian hebat dalam projek rawatan sisa nuklear dan air sisa, serta penyelidikan mengenai tindak balas kecemasan terhadap kemalangan. Beliau telah menghabiskan masa bertahun-tahun memberi tumpuan kepada keperluan strategik China untuk pembangunan nuklear yang mampan dan selamat.

Saintis nanoteknologi terkemuka dunia meninggalkan AS pulang ke tanah air untuk menyumbang CHINA - Pada usia 63 tahun, Encik Vuong Trung Lam, saintis nanoteknologi terkemuka dunia, memutuskan untuk pulang ke tanah air selepas hampir 30 tahun bekerja di AS.