研究人员创造了一种电池，可以将核废料转化为微电子的电源。

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科学家们开发了一种创新的电池，可以将放射性废物中的能量转化为电能，将核能发电的有害副产品转化为专业应用的潜在能源。

根据世界核协会的数据，核电站生产了美国 18% 的电力。虽然这种能源不会产生碳排放，但它确实会产生放射性废物，这些废物可能对环境有害，并且会保持活性数千年。

为了重新利用这些废物，俄亥俄州立大学的一个研究小组使用了称为闪烁体晶体的高密度材料，这些材料在吸收辐射时会发光，并与太阳能电池相结合，将伽马辐射转化为电能。

“核废料会发出强大的伽马辐射，这是一种可以穿透大多数材料的高能形式，”发表在《光学材料：X》杂志上的这项研究的主要作者、俄亥俄州立大学机械和航空航天工程教授 Raymond Cao 。“我们的设备采用了闪烁体，这是一种特殊的材料，可以吸收这些伽马射线并将其能量转化为可见光——类似于夜光物体的功能，但由辐射而不是阳光驱动。然后，这种光被太阳能电池捕获，就像太阳能电池板中的太阳能电池一样，将其转化为电能。

原型电池的尺寸仅为 4 立方厘米（大约一茶匙糖的大小），在俄亥俄州立大学的核反应堆实验室使用两种放射源进行了测试：铯 137 和钴 60。当由铯 137 供电时，该电池可产生 288 纳瓦的功率，当使用放射性更高的钴 60 同位素时，可产生 1,500 纳瓦的功率——足以运行微电子系统，如微芯片或应急设备。

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虽然此输出远低于为水壶供电所需的千瓦，但研究人员认为，使用正确的电源，这项技术可以扩展到瓦特级别或更高瓦特级别的应用。

无论如何，这项新技术不会用于家庭——该系统依靠高水平的环境辐射来运行，因此需要在垃圾场就地进行。例如，研究人员设想将电池部署在太空和深海勘探的核系统中，在这些系统中，极端的辐射水平使传统电源不切实际。

“我们不生产或携带辐射源;相反，该设备是为已经存在强烈伽马辐射的地方设计的，“Cao 说。“这种方法的美妙之处在于，可以用闪烁体代替屏蔽材料，它产生的发光可以被收集并转化为电能。”

然而，在推出之前，仍然存在一些障碍。根据 Cao 的说法，高水平的辐射会逐渐损坏闪烁体和太阳能电池。“需要进一步开发更耐用、更抗辐射的材料，以确保系统的使用寿命，”他说。

如果克服了这些问题，这些持久耐用的电池可以部署在难以接近的高辐射区域，几乎不需要维护，使其成为一种有吸引力的能源解决方案。

“核电池概念非常有前途，”合著者易卜拉欣·奥克苏兹 （Ibrahim Oksuz） 在一份声明中说。“仍有很大的改进空间，但我相信在未来，这种方法将在能源生产和传感器行业为自己开辟一个重要的空间。”