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Batterie super efficienti con le scorie nucleari? Si puoì fare!

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Batterie super efficienti con le scorie nucleari? Si puoì fare! FASTWEB S.p.A.
Diamanti-batterie super efficienti dalle scorie nucleari
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Le batterie al diamante contenente C14 durerebbero più di 5000 anni. Il futuro è alle porte!

Gli scienziati hanno scoperto come utilizzare le scorie nucleari come fonte di energia, convertendo il gas radioattivo in diamanti artificiali che potrebbero essere usati come batterie.

Questi diamanti, che sono in grado di generare corrente elettrica, potrebbero, potenzialmente, coprire il fabbisogno elettrico per migliaia di anni, grazie alla longevità delle sostanze radioattive di cui sono composti.

"Non sono coinvolte parti mobili, non vengono generate emissioni e non è richiesta la manutenzione; producono solo elettricità" dice il geochimico Tom Scott, direttamente dall'Università di Bristol nel Regno Unito.

"Attraverso l'incapsulamento del materiale radioattivo all'interno dei diamanti, risolviamo un problema che ci affligge da tantissimi anni come quello delle scorie nucleari, trasformandole in batterie alimentate dal nucleare e una nuova fonte di energia pulita a lungo termine".

Il team di Scott ha presentato un prototipo di batteria al diamante che sfrutta un isotopo instabile di nichel (il nichel-63) come sua fonte radioattiva.

Il nichel 63 ha un periodo di dimezzamento di circa 100 anni, il che vuol dire che questo prototipo conserverà ancora il 50% della sua carica dopo 100 anni.

Gli scienziati però dicono che ci sia una fonte ancora migliore con cui poter lavorare e risolvere il problema delle scorie radioattive nucleari in Regno Unito.

La prima generazione di reattori nucleari Magnox nel Regno Unito, costruiti tra il 1950 e il 1970, utilizzava dei blocchi di grafite per controllare le reazioni nucleari ma questa tecnica aveva dei costi. Durante il processo, i blocchi di grafite diventavano a loro volta radioattivi, accumulando un isotopo instabile di carbonio: il carbonio-14 (C14).

L'ultimo di questi reattori Magnox è stato chiuso nel 2015, ma dopo decadi di funzionamento e di utilizzo dell'energia nucleare, c'è un'impressionante quantità di scorie e sottoprodotti radioattivi abbandonati, con, in particolare, più di 95 mila tonnellate di blocchi di grafite ricchi di carbonio-14 che hanno bisogno di essere conservati in maniera sicura e monitorati finché rimangono radioattivi.

Il tempo necessario perché questi blocchi di grafite torninino ad essere sicuri potrebbe dimostrarsi molto lungo, dal momento che il carbonio-14 ha un periodo di dimezzamento di circa 5730 anni!

Questo implica che il carbonio-14 deve essere conservato in un posto sicuro per un tempo lunghissimo ma questo significa anche che il materiale potrebbe essere proficuamente usato per produrre batterie con una longevità incredibile, se fosse possibile cristallizzarlo nella struttura del diamante, così come il team di Scott ha fatto con il nichel-63.

"Il carbonio-14 era stato scelto come elemento-fonte poiché emette radiazioni a corto raggio che vengono assorbite rapidamente da qualunque materiale solido" ha detto Neil Fox, uno dei ricercatori.

"Questo lo renderebbe pericoloso per l'ingestione o il contatto con la pelle non protetta ma, custodito in maniera sicura dentro un diamante, nessuna emissione radioattiva potrebbe uscire. Di fatto, il diamante è la sostanza più dura che l'uomo abbia mai scoperto e non esiste niente che potrebbe dare maggiore protezione".
Il team ha condiviso i dettagli del loro lavoro nel testo Ideas to change the world pubblicato dall'Università di Bristol lo scorso novembre ma non ha pubblicato ancora la ricerca, motivo per cui bisognerà aspettare qualche tempo per capire quanto sia percorribile la via delle batterie al carbonio-14.

Stando alle dichiarazioni dei ricercatori, le batterie al C14 sarebbero utilizzabili solo per applicazioni a bassa potenza ma la loro durata sarebbe incomparabilmente più lunga rispetto alle moderne batterie.

"Una batteria alcalina AA pesa circa 20 grammi, ha una densità di energia di immagazzinamento di 700 Joules/grammi e termina la sua energia se opera per 24 ore consecutive" ha detto Scott a Luke Dormehl al Digiatl Trends.

"Un prototipo di batteria al diamante contiene un solo grammo di C14 che produce 15 Joules al giorno e continua a produrli, in maniera invariata, per 5730 anni! Dunque si parla di un'energia totale di immagazzinamento di 2,7 TeraJoules".

Questo tipo di output energetico potrebbe rendere queste batterie utili "in situazioni dove non sia possibile cambiare o sostituire delle batterie convenzionali" ha detto Scott.

"Ovviamente sarebbero da inserire in dispositivi a basso consumo energetico dove la lunga longevità sia necessaria, come pacemaker, satelliti, droni per altitudini elevate o persino astronavi".

È ancora presto, ma quello che più interessa riguardo questa ricerca è che potrebbe contribuire a ovviare al problema delle scorie radioattive e nel contempo rendere disponibili delle batterie dalla durata quasi infinita.

Altre informazioni sull'argomento nel video sottostante:

31 maggio 2017

Fonte: sciencealert.com

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TAGS: #batterie #scorie nucleari #diamanti

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