Recentemente, cientistas chineses anunciaram oficialmente os resultados de sua pesquisa sobre baterias de energia nuclear na revista Nature . De acordo com a publicação, a equipe de pesquisa do Professor Wang Shu Ao, da Universidade Dongwu (China), explorou os raios alfa liberados por isótopos radioativos para criar esse tipo de bateria.
Atualmente, os isótopos radioativos alfa são candidatos promissores para baterias micronucleares, devido à sua alta energia de decaimento, de 4 a 6 megaelétron-volts (MeV). A energia da radiação alfa tem o potencial de superar em muito a dos dispositivos de mineração de isótopos radioativos beta. Enquanto isso, a maior energia de decaimento de um isótopo radioativo beta é de algumas dezenas de quiloelétron-volts (keV).
Embora a eficiência seja 8.000 vezes maior que a das baterias convencionais, a bateria micronuclear ainda apresenta limitações, pois a capacidade de penetrar extremamente pouco em sólidos faz com que as partículas alfa percam muita energia devido ao efeito de autoabsorção. De acordo com a professora Vuong Thu Ao, chefe da equipe de pesquisa: "O efeito de autoabsorção reduz a capacidade real da bateria micronuclear de isótopos alfa muito mais do que a teórica."
O projeto da bateria micronuclear possui uma camada integrada que funciona como uma célula solar para aproveitar ao máximo a radiação alfa. A equipe incorporou um conversor de energia — uma camada de polímero que envolve o isótopo e transfere a energia liberada durante a radiação, convertendo-a em luz e eletricidade, como uma célula fotovoltaica.
De acordo com esta pesquisa, utilizando apenas 11 microcuries (μCi) da substância radioativa sintética 243Am, o complexo produziu luminescência a partir dos raios alfa emitidos pelo processo de decaimento isotópico. Em outro experimento, a potência da luminescência foi determinada em 11,88 nanowatts (nW), com uma eficiência de conversão da energia do processo de decaimento em luz de 3,43%.
A equipe de pesquisa afirmou que a bateria nuclear fotovoltaica, que converte radiação em energia elétrica, possui longa vida útil e opera independentemente das variações de temperatura. Especificamente, a bateria micronuclear experimental apresenta uma eficiência total de conversão de energia de 0,889% e gera 139 microwatts/curie.
A bateria micronuclear desenvolvida pela equipe de pesquisa foi rigorosamente verificada por meio de teorias e diversos experimentos, demonstrando que sua eficiência de conversão de energia é 8.000 vezes maior do que a das estruturas de baterias convencionais.
Da mesma forma, o conversor de energia também é altamente estável, com parâmetros de desempenho praticamente constantes por mais de 200 horas de operação contínua. Considerando que a meia-vida da substância radioativa sintética é de 243Am, a bateria micronuclear tem uma vida útil de até vários séculos.
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"Este é um dos maiores avanços em baterias nucleares nas últimas décadas", comentou o jornal China Science and Technology Daily . A pesquisa não só atende às necessidades estratégicas e de segurança da China em relação à energia nuclear, como também oferece uma nova abordagem para o uso de resíduos nucleares e nuclídeos de actinídeos fora do ciclo do combustível nuclear.
O jornal SCMP avaliou da seguinte forma: "As longas meias-vidas e o decaimento alfa de alta energia de alguns isótopos se manifestam como toxicidade radioativa dos resíduos nucleares. No entanto, esses isótopos ainda trazem a vantagem de longa vida útil e alta energia."
O professor Wang Shu Ao é um cientista chinês que obteve grandes conquistas em projetos de tratamento de resíduos e águas residuais nucleares, bem como em pesquisas sobre resposta a emergências em caso de acidentes. Ele dedicou muitos anos ao estudo das necessidades estratégicas da China para o desenvolvimento nuclear sustentável e seguro.
Fonte: https://vietnamnet.vn/nha-khoa-hoc-che-tao-pin-hat-nhan-hieu-suat-gap-8-000-lan-dung-vai-tram-nam-2330235.html
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