Радиоактивные алмазы назвали перспективным источником энергии

Исследователи из Бристольского университета (Великобритании) предложили создавать батареи на базе радиоактивных алмазов, получаемых из отходов атомной энергетики. Сконструированные таким образом источники энергии предполагается использовать в космосе, кардиостимуляторах и других местах, где имеет значение малый вес и большой срок работы.

В предложенной схеме присутствуют графитовые блоки, ранее использовавшиеся в реакторах на медленных нейтронах. Таких блоков скопилось в Британии огромное количество (95 000 тонн). Часть атомов графитового блока (атомы углерода) от длительного контакта с гамма-излучением ловят лишнюю частицу и становятся из углерода-12 радиоактивным углеродом-14. Учёные предложили нагревать этот графит, благодаря чему накопленный на внешних границах блока углерод-14 испаряется и как газ улавливается вытяжкой.

Затем углерод-14 собирают в одном месте и под высоким давлением формируют из него искусственный алмаз. Снаружи его покрывают слоем обычного углерода-12 (также в форме алмазного напыления). В центре углерод-14 претерпевает бета-распад, в ходе которого выделяется энергия. Период полураспада данного изотопа — 5730 лет, то есть такая батарейка имеет практически бесконечный с точки зрения сегодняшних практических целей жизненный цикл.

Радиоактивный алмаз выдает не тепло, а слабый, но постоянный электрический ток. Бета-распад, дающий энергию таком источнику, не образует гамма-фотонов, и все порождаемые им частицы практически мгновенно тормозятся даже малым слоем твёрдого вещества. За счёт этого радиоактивность источника энергии на углероде-14 для внешнего наблюдателя будет примерно равна радиоактивности одного банана.

Разработчики на данный момент уже испытали прототип своего углеродного преобразователя энергии от радиоактивного источника. Но как делящееся вещество они использовали никель-63, а в настоящий момент ведут работу по его замещению углеродом-14.

Как отмечают инженеры, после удаления углерода-14 с использованных графитовых блоков те становятся менее опасными для экологии. А батарейки с жизненным циклом в тысячи лет могут пригодиться во множестве ситуаций. Большинство космических аппаратов, посылаемых на большие расстояния, используют распад радиоактивных изотопов как источник энергии (марсоходы, "Вояджеры" и так далее). Однако специальное получение таких изотопов весьма дорого, к тому же распадаются они довольно быстро. Если их удастся создавать на базе фактически бесплатных радиоактивных отходов, это резко упростит энергоснабжение как спутников, так и дальних космических зондов.

По расчётам разработчиков, их радиоактивные алмазы справятся и с кардиостимуляторами. Сегодня радиоактивные батарейки для них приходится пополнять раз в несколько лет с помощью операции. Жизненный цикл алмазной батарейки существенно превышает продолжительность жизни человека, что сделает операции ненужными.