Onderzoekers Stoppen Kernafval In Diamanten En Maken Superbatterijen Met Superkrachten
Nucleaire energie heeft onderhand vaste voet aan de grond gekregen in de meeste ontwikkelde landen. Zonder nu een hele reeks voor- en nadelen op te gaan noemen, is er wel dit objectieve statement dat gemaakt kan worden: Het is volledig vrij van koolstof en produceert geen uitstoot die bijdraagt aan de opwarming van de aarde. Nucleaire energie op zichzelf veroorzaakt geen problemen, het is juist het afval dat als gevolg van atoomsplitsing ontstaat dat een groot obstakel is. Onderzoekers hebben echter een manier gevonden om op een veilige manier dit nucleaire afval te gebruiken. Deze ontdekking kan in de komende jaren voor grote veranderingen gaan zorgen.
via bigthink.com
Kernafval dat ontstaat na atoomsplitsing is heel gevaarlijk voor het milieu.
Radioactiviteit kan tot wel duizenden jaren duren. Een van de isotopen die onder andere wordt geproduceerd is uranium-239 die een halfwaardetijd van 24,000 jaar heeft. Deze materialen zijn ontzettend gevaarlijk om mee om te gaan, omdat vóór de ontdekking die we vandaag bespreken niemand ooit een andere manier heeft bedacht om kernafval ergens voor te gebruiken.
Doorgaans produceert een kerncentrale 2,300 ton radioactief afval per jaar. Alleen al in de Verenigde Staten zijn er 99 reactoren actief, het is makkelijk voor te stellen hoe dringend er een oplossing moet worden gevonden voor de verwerking van kernafval. Nu wordt het net als met andere dingen, opgeslagen en gemonitord, maar ook hier kunnen fouten worden gemaakt door de mens, met rampzalige gevolgen.
Onderzoekers aan de universiteit van Bristol hebben een manier gevonden om het radioactieve afval in te kapselen in diamanten waardoor er jarenlang op schone wijze stroom kan worden geleverd.
Het radioactieve spanningsveld dat kernafval genereert heeft een zwak elektriciteitsstroompje dat door de diamant heen kan stromen. De geochemicus Tom Scott werkte mee aan het project en zegt gerustellend dat de technologie veilig is: er bestaat geen stralingsgevaar en er is ook geen enkel onderhoud nodig.
Dat het een innovatief project is laat zich raden, als namelijk het instabiele isotoop Nickel-63 wordt ingekapseld in de diamant ontstaat er een bacterie die honderd jaar lang in leven blijft. Veel andere isotopen kunnen worden bijgevoegd en ervoor zorgen dat apparaten nog langer mee gaan. Tegelijkertijd neemt de hoeveelheid radioactief kernafval af.
De diamanten die worden gebruikt komen niet bij de juwelier vandaan...
Bij het onderzoek zijn er geen gewone juweliersdiamanten gebruikt, in dit geval hielden ze rekening met het recyclen en verwerken van het bestaande afval, dat natuurlijk het hoofddoel blijft.
De kerncentrales die zijn gebouwd vanaf de jaren 50 tot aan de jaren 70 maken gebruik van grote blokken grafiet om de uraniumstaven te koelen die in de kern van de reactor zijn geplaatst. Met de jaren zijn deze blokken bedekt met het radioactieve isotoop koolstof-14 dat een halfwaardetijd heeft van 5,370 jaar. Deze centrales worden langzaamaan afgebroken, terwijl het verwerken van het radioactieve grafiet nog steeds niet is opgelost.
De onderzoekers van de universiteit van Bristol hebben van deze blokken pure diamanten gemaakt. En ja, het is inderdaad mogelijk om grafiet om te zetten in diamanten, daarbij is het belangrijk niet te vergeten dat deze edelstenen hun uniekheid te danken hebben aan koolstofatomen die gewoon anders gerangschikt zijn.
Door grafietblokken aan extreme hitte en druk bloot te stellen kan de rangschikking van atomen worden aangepast, waardoor diamanten ontstaan.
Diamant is nog steeds het hardste materiaal ter wereld en is daarom ook geschikt om kleine hoeveelheden radioactief materiaal te bevatten.
Kunnen diamantbatterijen alkalinebatterijen vervangen?
Het is nu onmogelijk om de efficiëntie van een alkalinebatterij te vergelijken met een innovatieve nucleaire batterij. Geochemicus Scott zegt hierover:"Een gewone alkalinebatterij AA weegt ongeveer 20 gram en geeft stroom die gelijkstaat aan 700 joules per gram. Een diamantbatterij met 1 gram koolstof-14 geeft slechts 15 Joules per dag, echter dan 5,370 jaar lang, in totaal zo'n 2,7 Terajoules!"
Op dit moment is er echter nog een horde die genomen moet worden. De diamanten worden door mensen gemaakt, maar dit blijft heel duur. Ooit wanneer de uitvinding is verfijnd in alle aspecten zullen deze batterijen beschikbaar zijn voor toepassingen in allerlei gebieden: satellieten, drones, medische apparaten (pacemakers bijvoorbeeld) en op allerlei plaatsen waar het moeilijk of onmogelijk is om veilig een batterij te vervangen of langdurig te plaatsen.
