Recent, oamenii de știință chinezi au anunțat oficial rezultatele cercetărilor lor privind bateriile nucleare în revista Nature . În consecință, echipa de cercetare a profesorului Wang Shu Ao de la Universitatea Dongwu (China) a exploatat razele alfa eliberate de izotopii radioactivi pentru a crea acest tip de baterie.

În prezent, izotopii radioactivi alfa sunt „candidați” străluciți pentru bateriile micronucleare, datorită energiei lor ridicate de dezintegrare, de la 4 la 6 megaelectronvolți (MeV). Energia radiației alfa are potențialul de a depăși cu mult dispozitivele de extracție a izotopilor radioactivi beta. Între timp, cea mai mare energie de dezintegrare a izotopilor radioactivi beta este de aproximativ câteva zeci de kiloelectronvolți (KeV).

Deși eficiența este de 8.000 de ori mai mare decât cea a bateriilor convenționale, bateria micronucleară are încă limitări, deoarece capacitatea de a pătrunde extrem de scurt în solide face ca particulele alfa să piardă multă energie prin efectul de autoabsorbție. Potrivit profesorului Vuong Thu Ao - șeful echipei de cercetare: „Efectul de autoabsorbție reduce capacitatea reală a bateriei micronucleare cu izotopi alfa mult mai mult decât cea teoretică.”

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
Ilustrație a unei baterii micronucleare create de oameni de știință chinezi. Sursa fotografiei: SCMP

Designul bateriei micronucleare are un strat integrat care acționează ca o celulă solară pentru a valorifica la maximum radiația alfa. Echipa a încorporat un convertor de energie - un strat polimeric care înconjoară izotopul și care transferă energia eliberată în timpul radiației, transformând-o în lumină și electricitate, la fel ca o celulă fotovoltaică.

Conform acestei cercetări, utilizând doar 11 microcurii (μCi) din substanța radioactivă sintetică 243Am, complexul a produs luminescență din razele alfa emise de procesul de dezintegrare a izotopilor. Într-un alt experiment, puterea de luminescență a fost determinată la 11,88 nanowați (nW), cu o eficiență de conversie a energiei din procesul de dezintegrare în lumină atingând 3,43%.

Echipa de cercetare a declarat că bateria nucleară fotovoltaică care transformă radiația în energie electrică are o durată lungă de viață și funcționează independent de schimbările de temperatură. Mai exact, bateria micronucleară experimentală are o eficiență totală de conversie a puterii de 0,889% și generează 139 microwați/curie.

Bateria micronucleară dezvoltată de echipa de cercetare a fost verificată riguros prin teorii și numeroase experimente, arătând că eficiența sa de conversie a energiei este de 8.000 de ori mai mare decât cea a structurilor de baterii convenționale.

În mod similar, convertorul de putere este, de asemenea, foarte stabil, parametrii de performanță fiind aproape constanți timp de peste 200 de ore de funcționare continuă. Având în vedere că timpul de înjumătățire al substanței radioactive sintetice este de 243Am, bateria micronucleară are o durată de viață de până la câteva secole.

Structura bateriei (foto 1), caracteristicile convertorului de energie (foto 2), rezultatele cercetărilor teoretice și experimentale (foto 3) și rezultatele performanței bateriei (foto 4). Sursa fotografiei: Laboratorul Cheie de Cercetare pentru Medicină Nucleară și Siguranță Radiologică din China.

„Aceasta este una dintre cele mai importante descoperiri în domeniul bateriilor nucleare din ultimele decenii”, a comentat China Science and Technology Daily . Cercetarea nu numai că abordează nevoile strategice și de siguranță ale Chinei în domeniul energiei nucleare, dar oferă și o nouă abordare a utilizării deșeurilor nucleare și a nuclizilor actinidici în afara ciclului combustibilului nuclear.

Ziarul SCMP a evaluat următoarele: „Timpul de înjumătățire lung și dezintegrarea alfa la energie ridicată a unor izotopi se manifestă ca toxicitate radioactivă a deșeurilor nucleare. Cu toate acestea, acești izotopi aduc în continuare avantajul duratei de viață lungi și al energiei ridicate.”

Profesorul Wang Shu Ao este un om de știință chinez care a obținut realizări remarcabile în proiecte de tratare a deșeurilor nucleare și a apelor uzate, precum și în cercetarea răspunsului de urgență în caz de accidente. El a petrecut mulți ani concentrându-se pe nevoile strategice ale Chinei pentru o dezvoltare nucleară durabilă și sigură.

Cel mai important om de știință în nanotehnologie din lume părăsește SUA pentru a se întoarce acasă pentru a contribui CHINA - La vârsta de 63 de ani, domnul Vuong Trung Lam, cel mai important om de știință în nanotehnologie din lume, a decis să se întoarcă acasă după aproape 30 de ani de muncă în SUA.