Млечный Путь № 4 2021

Углерод 14 имеет период полураспада 5700 лет, и когда он распадается, то высвобождает нейтрон и электрон (бета-излучение) и превращается в азот 14. Это означает, что мы можем получить относительно постоянный поток электронов из куска углерода 14 на несколько тысяч лет.

Если вы можете захватить это бета-излучение и направить его в схему, то можете создать потенциал напряжения, иначе известный как батарея. Окружите горстку алмазов, богатых углеродом-14, бетавольтаическими материалами, и у вас есть аккумулятор. Более того, из батареи не может выйти бета-излучение, поскольку оно полностью поглощается бетавольтаическим материалом.

Но с этой батареей пока небезопасно. Углерод-14 также испускает нейтронное излучение, а нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью, поэтому вылетает из батареи. Однако углеродные полимеры могут быть отличными блокаторами нейтронов, поэтому нам нужно окружить нашу алмазную батарею чем-то вроде полиэтиленовой радиационной защиты.

Теперь у нас есть аккумулятор! К сожалению, не совсем так. Эта установка была предложена Университетом Бата в 2016 году и в настоящее время находится в разработке. У нас еще нет радиоактивной алмазной батареи, которая могла бы привести в действие что угодно. Создание алмазов из углерода-14 - сложная задача, которая, наряду с другими инженерными проблемами, такими как безопасное производство, делает производство такой батареи очень сложным и чрезвычайно дорогостоящим. Но теоретически это может сработать.

На что будет похожа эта теоретическая батарея? Через сто лет заряд почти не упадет. Это почти то же самое, что унести с собой безграничную энергию. Это также относительно безопасно, поскольку углерод-14 заперт в алмазах, что затрудняет создание эффективной "грязной бомбы".

В прошлом инженеры пытались передать в руки широкой публики миниатюрные ядерные устройства, такие как Ford Nucleon. Но большая проблема в том, что ядерное топливо часто имело форму, которую можно было легко превратить в мелкий порошок и имитировать вещества, которые накапливаются в нашем организме, например, кальций. Таким образом, для человека было бы относительно легко собрать много ядерного материала из этих устройств, привязать его к бомбе и взорвать. Это испаряет ядерный материал. Мы вдыхаем его или перевариваем, а затем наше тело накапливает его в тканях, и мы получаем радиоактивное отравление изнутри.

Этот тип оружия известен как "грязная бомба", и он может убить тысячи людей с помощью небольшого количества ядерного топлива. Неудивительно, что никто не хотел этого риска, и от широко распространенных ядерных устройств отказались. Но алмазы из углерода-14 нельзя измельчить в мелкий порошок, поскольку они стабильны и инертны. Так что, даже если нам удастся его переварить или вдохнуть, мы получим лишь небольшую дозу радиации, когда алмазы пройдут через нас. Это делает радиоактивные алмазные батареи относительно безопасными, поскольку из этих батарей сложно сделать работоспособную грязную бомбу.

Это безопасный аккумулятор с длительным сроком службы с минимальным содержанием тяжелых металлов. Представляете, как это может изменить нашу жизнь. Аккумулятор можно использовать для миссий к Марсу или спутникам Юпитера и Сатурна, где не хватает солнечной энергии. Аккумулятор вашего телефона переживет телефон. То же самое и с вашим ноутбуком или электромобилем. Представьте, что вы покупаете машину и никогда ее не заправляете!

Будет значительно сокращено количество электронных отходов, поскольку люди захотят сохранить и повторно использовать старые батареи. Это действительно будет идеальный аккумулятор.

Но две проблемы мешают этой утопической технологии вызвать революцию. Во-первых, стоимость. В мире не так много атомных электростанций, поэтому поставки облученного углерода-14 низкие, что делает его дефицитным товаром и, следовательно, дорогим! Обработка графитовых стержней для превращения их в алмазы также является чрезвычайно дорогой. В будущем цена может снизиться по мере удешевления переработки, но, поскольку поставки углерода-14 ограничены, похоже, что они останутся дорогими.

Я не могу найти никаких цифр о том, насколько дорого, но инженеры сомневаются, что это может быть коммерциализировано. Учитывая, что это аккумулятор, который никогда не требует зарядки (представьте, какую экономию вы получите), это означает, что он может быть на порядки дороже, чем литий-ионный, даже если будет производиться в промышленных масштабах.