Pin hạt nhân không cần phải sạc lại

Thay vì để nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng nằm không, các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Ohio (OSU, Mỹ) đã phát triển một phương pháp mới, biến chất thải này thành một loại pin không bao giờ cần sạc lại.

Phương pháp của nhóm nghiên cứu dựa trên việc sử dụng tinh thể phát quang – một vật liệu có khả năng hấp thụ bức xạ gamma và phát ra ánh sáng. Khi kết hợp với các tế bào năng lượng mặt trời, hệ thống này có thể thu nhận ánh sáng phát ra và chuyển đổi nó thành điện năng. Khác với các loại pin thông thường, pin từ chất thải hạt nhân sẽ tiếp tục sản xuất điện miễn là vật liệu phóng xạ còn hoạt động, có thể kéo dài trong nhiều thập kỷ.

Hiện tại hệ thống này chỉ sản xuất được microwatt điện, nhưng ngay cả ở quy mô nhỏ, nó cũng có thể phục vụ cho các ứng dụng năng lượng thấp như cảm biến vi mô và thiết bị giám sát bức xạ. Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hai loại chất phóng xạ: Cesium-137 (một sản phẩm phân hạch phổ biến) có thể tạo ra 288 nanowatt điện và Cobalt-60 (được sử dụng trong điều trị bức xạ y tế) tạo ra 1,5 microwatt.

Mặc dù sản lượng hiện tại còn thấp, các nhà nghiên cứu tin rằng việc mở rộng công nghệ, chẳng hạn như sử dụng tinh thể phát quang lớn hơn, có thể nâng cao công suất lên mức watt… Khi đó, pin hạt nhân sẽ trở nên khả thi cho các ứng dụng lớn hơn.

Lợi ích từ công nghệ pin hạt nhân

Một loại pin có thể hoạt động trong nhiều thập kỷ mà không cần bảo trì sẽ mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt ở những khu vực khó khăn trong việc thay đổi nguồn điện. Những pin này có thể hỗ trợ cho các sứ mệnh không gian xa hơn trong tương lai, nơi nguồn năng lượng lâu dài là rất quan trọng. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng trong các thiết bị thăm dò dưới nước và trong những môi trường khắc nghiệt, nơi việc sạc lại pin là khó khăn.

Khi năng lượng hạt nhân dự kiến sẽ tiếp tục mở rộng, việc tìm kiếm giải pháp tái sử dụng các sản phẩm phụ của nó trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nếu công nghệ này được hoàn thiện, nó có thể cung cấp một phương pháp thực tiễn để tạo ra năng lượng sạch, bền vững, đồng thời giảm thiểu nhu cầu lưu trữ chất thải nguy hại.