Radioaktivna dijamantna baterija davat će električnu energiju 5730 godina!

One su danas još uvijek u domeni teorijskog koncepta, ali je već sada jasno da bi im bilo potrebno čak 5730 godina upotrebe da im se snaga smanji na 50 posto početne. Riječ je o dijamantnim baterijama načinjenima od ugljika-14, zapravo od isluženog grafita iz nuklearnih reaktora koji je tijekom upotrebe postao radioaktivan. Još preciznije, riječ bi bila o umjetnom dijamantu koji bi se proizvodio iz nuklearnog otpada.

Izraz dijamantna baterija prvi je prije godinu dana skovao profesor Tom Scott sa Sveučilišta u Bristolu, na mjestu gdje su znanstvenici izradili i prvi prototip. Umjesto da se odmah od početka zafrkavaju s ugljikom-14 (C-14), oni su koristili izotop nikla, nikal-63, koji su strpali u “sendvič” između dva sloja pravog, neradioaktivnog, ali umjetno napravljenog dijamanta.



Ono što su dobili bio je članak koji je davao napon od 1,9 V, koji je u prvih nešto više od 5000 godina bio u stanju otpustiti energiju od 15,8 MJ, odnosno ukupno 4,4 kWh. A sve to unutar uređaja jedan centimetar širokog i dugačkog, te pola milimetra debelog. Sasvim pristojne performanse i malo je reći zadovoljavajuća trajnost pouzdanog izvora slabe električne energije.
Doživotna baterija za nekoga s pacemakerom ili slikovito rečeno “vječna” baterija za napajanje nekih kritično važnih sustava diljem svijeta koji naprosto ne smiju ostati bez napona, sve to odjednom se počelo činiti kao krajnje tričav tehnološki zadatak uz ovakve baterije. Samo, koliko je takvo što doista realno za očekivati da se ostvari?

Nuklearna elektrana | Foto: Shutterstock

Naravno da to ne bi bilo rješenje za imalo bitniji dio nuklearnog otpada iz elektrana diljem svijeta. Jasno je i to da C-14, ugljik koji u sebi ima 6 protona i 8 neutrona, sam po sebi nije u normalnim okolnostima u okolišu nikakav problem. Jedan takav atom nalazi se prirodno na 1000 milijardi normalnih ugljikovih atoma, te se C-14 koristi u arheologiji za određivanje starosti predmeta do 60.000 godina, jer mu je vrijeme poluraspada 5370 godina. A onda je znanstvenicima palo na pamet sljedeće; iz grafita koji je direktno u jezgri nuklearnog reaktora odslužio svoje i u kojem se nakupilo C-14 u velikim količinama, radioaktivnost su izvukli zagrijavanjem na zbilja visokim temperaturama i prikupljanjem radioaktivnog plina koji se oslobodio. Potom su taj plin podvrgnuli postupku kojim se inače u industriji ili u kemijskim laboratorijima proizvode umjetni dijamanti. Taj dio još uvijek nije ni po čemu revolucionaran.



Već godinama se njime mogu proizvoditi i nanokristali dijamanta i dijamant u ultra-tankom filmu i dijamanti koji se mogu koristiti i kao nakit, ako baš želite. Revolucionarno je međutim bilo to što je ispalo da pri doticaju radioaktivnog dijamanta C-14 s neradioaktivnim dijamantom C-12 dolazi do slabašnog napona. Običan dijamant je odličan vodič električne energije, C-14 raspada se relativno sporo, a usto optočen običnim umjetnim dijamantom sa svih strana njegova radioaktivnost ne prodire vani.

Ono što bi izlazilo van, kroz elektrode, dakako, bilo bi 15 J energije dnevno, sasvim dovoljno za pacemaker ili sličan aparat. Za početak. A nakon što bi se svladala tehnologija industrijske proizvodnje dijamantnih baterija, tko zna gdje bi bio kraj toj priči, jer, primjerice, samo SAD u proteklih 40 godina proizveo je u svojim nuklearnim elektranama čak 84.250 tona nuklearnog otpada u obliku radioaktivnog grafita, odnosno C-14.