俄亥俄州立大学研发核废料电池 将放射性废物转化为电能
俄亥俄州立大学的研究团队开发出一种创新电池,能够利用核废料中的伽马辐射产生电能。这项技术通过闪烁晶体吸收辐射并发出光,再由太阳能电池将光能转化为电能,为小型电子设备提供清洁高效的能源。研究主要负责人Raymond Cao表示,这项技术旨在将自然界中被视为废物的放射性物质转变为有价值的资源。

核能作为一种低碳排放的可靠能源,广泛用于发电,但其副产品——放射性废物——因释放伽马射线而难以安全利用。该团队的原型电池巧妙应对这一难题。闪烁晶体在辐射下发光,随后光能被类似屋顶太阳能板的电池捕获并转化为电能。原型电池体积约为四立方厘米,研究人员使用铯-137和钴-60两种常见放射性同位素进行测试。结果显示,铯-137可产生288纳瓦的电力,而钴-60则输出1.5微瓦,足以驱动小型传感器。Cao指出,尽管目前功率较低,但通过优化设计,未来有望实现瓦级甚至更高的输出,适用于更广泛场景。
这项技术为核废料处理提供了新思路。核电站贡献了美国约20%的电力,其温室气体排放极低,但放射性废物的危害性始终是个挑战。该电池不仅能减少废料的环境风险,还能在高辐射环境下,如核废料储存设施、深海探索或太空任务中发挥作用。研究人员强调,电池本身不含放射性物质,伽马射线虽穿透力强,却可安全接触。设计方面,闪烁晶体的体积和表面积直接影响功率输出,增大晶体可提升辐射吸收效率。
尽管核废料电池展现出广阔前景,其大规模应用仍需克服制造成本和技术优化的难题。研究团队认为,通过进一步改进,这项技术有望在能源生产和传感器领域占据重要地位,为核能的可持续发展开辟新路径。
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