הסוללה הגרעינית הראשונה בעולם, המשתמשת באיזוטופ רדיואקטיבי המוטבע ביהלום, יכולה להפעיל מכשירים קטנים במשך אלפי שנים, אומרים מדענים.
הסוללה הגרעינית משתמשת בתגובה של יהלום המונח קרוב למקור רדיואקטיבי כדי לייצר חשמל באופן ספונטני, הסבירו מדענים מאוניברסיטת בריסטול בבריטניה ב-4 בדצמבר.הַצהָרָה. אין צורך בתנועה - לא ליניארית ולא סיבובית. זה אומר שאין צורך באנרגיה כדי להעביר מגנט דרך סליל או כדי להפוך אבזור בתוך שדה מגנטי כדי לייצר זרם חשמלי, כפי שנדרש במקורות כוח קונבנציונליים.
סוללת היהלום קוטפת אלקטרונים הנעים במהירות הנרגשים מקרינה, בדומה לאופן שבו כוח סולארי משתמש בתאים פוטו-וולטאיים כדי להמיר פוטונים לחשמל, אמרו המדענים.
מדענים מאותה אוניברסיטה הדגימו לראשונה אב טיפוס של סוללת יהלום - שהשתמשה בניקל-63 כמקור הרדיואקטיבי - בשנת 2017. בפרויקט החדש, הצוות פיתח סוללה העשויה מאיזוטופים רדיואקטיביים של פחמן-14 המוטבעים ביהלומים מיוצרים.
החוקרים בחרו בפחמן-14 כחומר המקור מכיוון שהוא פולט קרינה קצרת טווח, הנספגת במהירות בכל חומר מוצק - כלומר אין חשש לנזק מהקרינה. למרות שפחמן-14 יהיה מסוכן לבליעה או מגע בידיים חשופות, היהלום שמחזיק אותו מונע מכל קרינה קצרת טווח לברוח.
"יהלום הוא החומר הקשה ביותר שידוע לאדם; אין שום דבר שיכולנו להשתמש בו שיכול להציע יותר הגנה."ניל פוקס, פרופסור לחומרים לאנרגיה באוניברסיטת בריסטול, אמר בהצהרה.
קָשׁוּר:
פחמן-14 מתרחש באופן טבעי, אך הוא נוצר בכמויות רבות בגושי גרפיט המשמשים לשליטה על תחנות כוח גרעיניות. חוקרים מצאו שהאיזוטיפ מרוכז על פני השטח של בלוקים אלה.
סוללת יהלומים גרעינית אחת המכילה 0.04 אונקיה (1 גרם) של פחמן-14 יכולה לספק 15 ג'אול חשמל ליום. לשם השוואה, סוללת AA אלקליין רגילה, ששוקלת כ-0.7 אונקיות (20 גרם), היא בעלת דירוג אחסון אנרגיה של 700 ג'אול לגרם. היא מספקת יותר כוח מאשר סוללת היהלום הגרעיני תספק בטווח הקצר, אבל היא תיגמר תוך 24 שעות.
לעומת זאת, זמן מחצית החיים של פחמן-14 הוא 5,730 שנים, מה שאומר שלסוללה ייקח כל כך הרבה זמן להתרוקן ל-50% מהספק. זֶהוּ. כנקודת השוואה נוספת, חללית המונעת על ידי סוללת יהלום פחמן-14 תגיע- השכן הכוכבי הקרוב ביותר שלנו, שהוא בערך 4.4מכדור הארץ - הרבה לפני שכוחו התרוקן באופן משמעותי.
הסוללה יכולה לשמש ביישומים שונים, כולל אלקטרוניקה, מכשירים רפואיים ומסעות בחלל, אמרו המדענים. שימושים ספציפיים כוללים מכונות רנטגן ומכשירים רפואיים שצריכים לפעול לאורך זמן אך דורשים הספק נמוך, כגון קוצבי לב, ומכונות הפועלות בסביבות קשות ומסוכנות, כמו מכונות נפט וגז על קרקעית הים. ניתן גם להפוך את הסוללה לקטנה מספיק כדי להפעיל תגיות בתדר רדיו לזיהוי ומעקב אחר מכשירים ומטענים בכדור הארץ או בחלל.
לסוללה, אשר נבנתה על אסדת הנחת פלזמה ליד אבינגדון, אוקספורדשייר, בבריטניה על ידי צוות מאוניברסיטת בריסטול והרשות לאנרגיה אטומית בבריטניה (UKAEA), אין חלקים נעים ולכן אינה דורשת תחזוקה, וגם לא יש פליטת פחמן כלשהי.
