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郑州华晶金刚石股份有限公司

钻石打造核电池:使用5000年电量才会掉一半

关键词 钻石|2016-12-01 10:42:54|来源 中国超硬材料网
摘要 「钻石恒久远」是一句经典的广告词,表现钻石无匹的强度使它历久弥新。不过钻石所打造的电池也一样有着极为长久的续电能力,使用5000年电量才会掉一半。英国布里斯托大学(Universi...
  「钻石恒久远」是一句经典的广告词,表现钻石无匹的强度使它历久弥新。不过钻石所打造的电池也一样有着极为长久的续电能力, 使用5000年电量才会掉一半。
  英国布里斯托大学(University of Bristol)的研究团队试著利用放射性同位元素来做电池能量源,外头包覆著一层人造钻石,同时成为电流回路,也可以利用钻石的强度来阻挡放射线,一举两得。

经典科幻片「星际大战」当中的光剑,是由「能量水晶」所驱动,也许就是一种核电池。
  这电池可连续用20年又安全 但你敢用吗?
  这种电池不是以化学能来发电,也不是发电机的作用,而是利用射线电池(Betavoltaic device)的原理。核物质释放的贝他射线(β-ray)被人造钻石吸收后,就会形成小小的电流。目前研究团队是用镍63作为放射源,因为镍63就是典型的贝他射线放射源,但是它的产量很少,不适合大量应用。所以研究团队希望用碳14为核心。研究团队主持人汤姆史考特教授(Tom Scott )说:「我们计画以核废料物质来做电池核心,既能处理核废料,还能转换成更好的用途,而碳14就是我们的目标。」
  在科学领域上,碳14是个常见的名词,它稀少的存在于自然界中,生物体内都有固定数量的碳14,因此常常做为历史定年工具,可以定年到10万年之间的化石与遗物。
  但是碳14也会从提炼核武的过程中产生,主要是石墨式反应器的副产品,英国在冷战期间,大量製作核武的时间裡,产生了9.5万石墨块。石墨就是晶格形状不同的碳,因此这些石墨块里,就会连带产生大量的碳14。要是能精炼出纯萃的碳14,并且包覆在钻石里,就能形成一枚钻石外壳的核电池。
  尼尔福克斯博士(Dr. Neil Fox)说:「贝他射线(β-ray)如果与裸露的皮肤接触,确实会产生缓慢的辐射伤害,但是钻石是人类已知的最坚硬物质,因此它的高密度可以挡住所有贝他射线。」
  不过由于碳14所製成的电池的功率并不高,目前估计,一公克的碳14钻石核电池,仅能在一天内提供15焦耳,还不到一枚3号电池的量。但是它的使用时间极长,需要5730年才会使功率衰退一半,而这种岁月已超过许多人类文明的存在时间了。史考特教授补充说:「我们认为,钻石核电池是使用在低耗电与长时间使用的电子设备中,比如人工器官、太空人造卫星、高空无人飞机,甚至行星探测船等。」
  当然,即使技术上可行,在实际应用上还是难题,不管是碳14的精炼,或是人工钻石的合成,目前都还非常昂贵,因此想看到能够恒久供电的钻石核电池问世,还需要一段时间。
 

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