Çinli bilim insanları , yakın zamanda Nature dergisinde nükleer enerji pilleri üzerine yaptıkları araştırmanın sonuçlarını resmen duyurdu. Buna göre, Dongwu Üniversitesi'nden (Çin) Profesör Wang Shu Ao'nun araştırma ekibi, radyoaktif izotoplardan salınan alfa ışınlarından yararlanarak bu tür bir pil üretti.

Alfa radyoaktif izotoplar, 4 ila 6 megaelektron volt (MeV) arasında değişen yüksek bozunma enerjileri nedeniyle şu anda mikronükleer piller için parlak "adaylar"dır. Alfa radyasyon enerjisi, beta radyoaktif izotop madenciliği cihazlarını çok aşma potansiyeline sahiptir. Bu arada, en yüksek beta radyoaktif izotop bozunma enerjisi yaklaşık birkaç on kiloelektron volt (KeV) civarındadır.

Verimliliği geleneksel pillerden 8.000 kat daha yüksek olsa da, mikronükleer pilin hala bazı sınırlamaları var çünkü katılara aşırı kısa sürede nüfuz edebilme yeteneği, alfa parçacıklarının kendi kendine emilim etkisiyle çok fazla enerji kaybetmesine neden oluyor. Araştırma ekibinin başkanı Profesör Vuong Thu Ao'ya göre: "Kendi kendine emilim etkisi, alfa izotop mikronükleer pilin gerçek kapasitesini teorik kapasiteden çok daha fazla azaltıyor."

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
Çinli bilim insanları tarafından geliştirilen bir mikro nükleer pilin çizimi. Fotoğraf kaynağı: SCMP

Mikronükleer pilin tasarımı, alfa radyasyonundan en iyi şekilde yararlanmak için güneş pili gibi davranan entegre bir katmana sahiptir. Ekip, radyasyon sırasında açığa çıkan enerjiyi tıpkı bir fotovoltaik hücre gibi ışığa ve elektriğe dönüştürerek, izotopu çevreleyen bir polimer katman olan enerji dönüştürücüyü entegre etti.

Bu araştırmaya göre, sentetik radyoaktif madde 243Am'ın sadece 11 mikroküri (μCi) gücünde bir kompleks, izotop bozunma süreciyle yayılan alfa ışınlarından lüminesans üretti. Başka bir deneyde, lüminesans gücünün 11,88 nanowatt (nW) olduğu ve bozunma sürecinden gelen enerjinin ışığa dönüştürülme verimliliğinin %3,43'e ulaştığı belirlendi.

Araştırma ekibi, radyasyonu elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik nükleer pilin uzun ömürlü olduğunu ve sıcaklık değişimlerinden bağımsız çalıştığını belirtti. Deneysel mikronükleer pilin toplam güç dönüşüm verimliliği %0,889 olup 139 mikrowatt/curie üretiyor.

Araştırma ekibi tarafından geliştirilen mikronükleer pil, teoriler ve çok sayıda deneyle titizlikle doğrulanmış olup, enerji dönüşüm verimliliğinin geleneksel pil yapılarına göre 8.000 kat daha yüksek olduğu gösterilmiştir.

Benzer şekilde, güç dönüştürücü de oldukça kararlıdır; performans parametreleri 200 saatten fazla kesintisiz çalışma boyunca neredeyse sabit kalır. Sentetik radyoaktif maddenin yarı ömrü 243Am olduğundan, mikronükleer pilin ömrü birkaç yüzyıla kadar çıkabilir.

Pil yapısı (fotoğraf 1), enerji dönüştürücü özellikleri (fotoğraf 2), teorik ve deneysel araştırma sonuçları (fotoğraf 3) ve pil performans sonuçları (fotoğraf 4). Fotoğraf kaynağı: Çin Nükleer Tıp ve Radyasyon Güvenliği Anahtar Araştırma Laboratuvarı.

China Science and Technology Daily , "Bu, nükleer pillerde son yıllardaki en büyük atılımlardan biri," yorumunu yaptı. Araştırma, Çin'in nükleer enerjiye yönelik stratejik ve güvenlik ihtiyaçlarını karşılamanın yanı sıra, nükleer atık ve aktinit nükleitlerinin nükleer yakıt döngüsü dışında kullanımına da yeni bir yaklaşım sunuyor.

SCMP gazetesi şu değerlendirmeyi yaptı: "Bazı izotopların uzun yarı ömürleri ve yüksek enerjili alfa bozunmaları, nükleer atıkların radyoaktif toksisitesini ortaya koyuyor. Ancak bu izotoplar yine de uzun ömür ve yüksek enerji avantajı sağlıyor."

Profesör Wang Shu Ao, nükleer atık ve atık su arıtma projelerinin yanı sıra kazalara acil müdahale araştırmalarında büyük başarılara imza atmış bir Çinli bilim insanıdır. Uzun yıllar boyunca Çin'in sürdürülebilir ve güvenli nükleer kalkınmaya yönelik stratejik ihtiyaçlarına odaklanmıştır.

Dünyanın önde gelen nanoteknoloji bilim insanı ABD'yi terk ederek katkı sağlamak üzere memleketine döndü ÇİN - Dünyanın önde gelen nanoteknoloji bilim insanı Bay Vuong Trung Lam, 63 yaşında, yaklaşık 30 yıl ABD'de çalıştıktan sonra memleketine dönmeye karar verdi.