Cientistas transformam resíduos nucleares em baterias

Cientistas descobriram como usar resíduos nucleares como fonte de energia. Eles colocam o gás radioativo em diamantes artificiais que podem ser usados como baterias.

Esses diamantes, que são geradores de corrente elétrica, poderiam ser uma fonte de energia por milhares de anos, devido à longa duração das substâncias radioativas de que são feitos. “Não há partes móveis envolvidas, nenhuma emissão gerada e nenhuma manutenção necessária, apenas geração direta de eletricidade“, diz o geoquímico Tom Scott, da Universidade de Bristol, no Reino Unido.

“Ao encapsular materiais radioativos dentro de diamantes, transformamos um problema de longo prazo de resíduos nucleares em uma bateria com energia nuclear com fornecimento duradouro e limpo“, completou Scott. O níquel-63 tem uma meia-vida de aproximadamente 100 anos, significando que o protótipo do dispositivo dos investigadores ainda manteria aproximadamente 50 por cento de sua “carga” em 100 anos.

Meia-vida é o tempo necessário para que o material inicial se reduza à metade, em termos de quantidade de átomos radiativos idênticos em um certo reagente. Mas os cientistas dizem que há uma fonte ainda melhor com a qual poderiam trabalhar e isso acabaria fornecendo uma solução para os enormes estoques de resíduos nucleares do Reino Unido.

A primeira geração de reatores nucleares Magnox no Reino Unido, produzida durante os anos 1950 até 1970, usou blocos de grafite para ajudar a sustentar as reações nucleares. Mas, durante o processo, os próprios blocos de grafite tornaram-se radioativos, gerando um isótopo de carbono instável, o carbono-14.

 O último destes reatores Magnox foi retirado em 2015, mas apenas depois de décadas de geração de energia nuclear, havendo uma enorme quantidade de resíduos do subproduto sobrando – quase 95.000 toneladas destes blocos de grafite precisam ser armazenadas e monitoradas com segurança, pois ainda permanecem radioativos.

Isso poderia ser um tempo bastante longo, pois o carbono-14 tem uma meia-vida de cerca de 5.730 anos. Isso significa que o carbono-14 tem de ser armazenado por muito tempo, mas também quer dizer que o material poderia fazer com que algumas baterias se tornassem surpreendentemente duradouras, como a equipe fez com níquel-63. “O carbono-14 foi escolhido como material, porque emite uma radiação de curto alcance, que é rapidamente absorvida por qualquer material sólido”, diz um dos pesquisadores, Neil Fox.

“Isso tornaria perigoso ingerir ou entrar em contato com a pele, mas a radiação está segura no diamante, de onde nenhuma radiação de curto alcance pode escapar. Como o diamante é a substância mais dura conhecida pelo homem, não há nada que poderíamos usar que oferecesse mais proteção”, completou Fox.

A equipe compartilhou detalhes de seu trabalho em uma palestra intitulada “Ideias para mudar o mundo” (em tradução livre) na Universidade de Bristol na semana passada, mas a pesquisa não foi publicada, então teremos que esperar para descobrir quão viáveis as baterias de carbono-14 realmente poderiam ser.

De acordo com os pesquisadores, as baterias de carbono 14 só seriam boas para aplicações de baixa potência, mas usando sua resistência em uma escala completamente diferente. “Uma pilha AA alcalina pesa cerca de 20 gramas, tem uma capacidade de armazenamento de densidade de energia de 700 Joules por grama e usa esta energia se operada continuamente por cerca de 24 horas“, disse Scott ao site de tecnologia a Digital Trends.

“Uma bateria teste de diamante contendo 1 grama de carbono-14 produzirá 15 Joules por dia, e continuará a produzir nesse nível por 5.730 anos, então sua classificação de armazenamento de energia total é de 2.7 TeraJoules“, completou Fox.

[ Science Alert ] [ Fotos: Reprodução / Pixabay ]