A karbon-14 alapú energiaforrás külső alkatrészek nélkül, extrém körülmények között is működik – elképesztően sokáig. Az élettartama kb. 5730 év.
Egy új áramforrás nem napokig vagy hónapokig, hanem akár évezredekig képes energiát biztosítani a legmodernebb technológiai eszközöknek – egyetlen feltöltéssel. Bár a nukleáris elemek koncepciója nem újkeletű, a kínai Northwest Normal Egyetem és a Gansu Zhulong Technology vállalat szakemberei olyan mérföldkőhöz érkeztek, amely alapjaiban változtathatja meg a hosszú élettartamú hordozható egységek piacát.
A kutatócsoport hétfőn mutatta be a karbon-14 izotóppal működő, mikro-wattos teljesítményű nukleáris elemét, amely teljes egészében hazai technológiára és alkatrészekre épül.
A Qianjiyuan Tianshu névre keresztelt eszköz a korábbi, novemberben prezentált Candle Dragon-I prototípus továbbfejlesztett változata. És a technológiai ugrás paraméterei figyelemre méltóak – különösen ilyen rövid idő alatt: a fejlesztők 22 százalékkal kevesebb radioaktív anyag felhasználásával értek el látványos javulást. Az új egység rövidzárlati áramerőssége a 2,5-szeresére, maximális teljesítménye pedig a 2,6-szorosára nőtt a korábbi verzióhoz képest, miközben a stabilitása és a feszültsége változatlan maradt – állítja a South China Morning Post.
Maghasadás nélküli energiaforrás, döbbenetes élettartammal
A legjelentősebb változást a miniatürizálás jelenti, hiszen az energiaforrás térfogata az eredeti méret mindössze 17 százalékára csökkent, ami 15,5-szeres növekedést eredményezett a térfogati energiasűrűségben. A technológia alapját a karbon-14 izotóp adja, amelynek különleges fizikai tulajdonságai lehetővé teszik a rendkívül hosszú élettartamot.
„A karbon-14 felezési ideje 5730 év, ami elméletileg több ezer éves élettartamot biztosít az elemnek” – nyilatkozta a Science and Technology Dailynek Su Maogen, a projekt vezetője. Az eszköz működési elve alapvetően eltér a hagyományos atomerőművekétől, hiszen nem láncreakción alapuló maghasadást használ, hanem az izotópok természetes bomlási energiáját hasznosítja.
A fejlesztés során szakítottak a hagyományos, bomlási hőt hasznosító hőelektromos rendszerekkel, amelyek általában robusztusak és magas üzemi hőmérsékletet igényelnek. Ehelyett a bomlás során keletkező nagy sebességű elektronokat, azaz a béta-részecskéket egy speciális, kínai gyártmányú szilícium-karbid félvezetőbe irányítják. Ez a folyamat leginkább a napelemek működéséhez hasonlítható, azzal a különbséggel, hogy itt fény helyett a radioaktív sugárzás gerjeszti az elektronokat az áramtermeléshez.
Az űrkutatás és az orvostudomány lehet a legnagyobb nyertese
A mindössze 16,8 köbcentiméteres egység 129 millicurie karbon-14 izotópot használ, és a tesztek alapján rendkívül ellenállónak bizonyult a környezeti hatásokkal szemben. Su Maogen hangsúlyozta, hogy az eszköz -100 és 200 Celsius-fok közötti hőmérsékleti tartományban is megbízhatóan működik.
Ez a stabilitás teszi alkalmassá a technológiát olyan speciális területeken való alkalmazásra, mint a mélytengeri vagy sarkvidéki kutatások, az űrkutatás, vagy akár az emberi testbe ültetett orvosi implantátumok.
A technológia háttere azoknak a nukleáris elemeknek a több évtizedes múltjából ered, amelyeket eddig elsősorban a távoli célokra irányuló űrkutatásban használtak. Hasonló elven működnek a NASA 1977-ben indított Voyager-űrszondái (amelyek még mindig küldik az adatokat a csillagközi térből, pedig több mint 24 milliárd kilométerre járnak a Naptól), a Curiosity Mars-járó, vagy a kínai holdjárók is.
A most bemutatott kínai fejlesztés azonban a méretcsökkenéssel és a hatékonyság növelésével közelebb hozhatja ezt az energiaforrást a hétköznapibb ipari felhasználáshoz is.
A címlapkép illusztráció. Forrás: Hal Gatewood / Unsplash
A Paksi Atomerőmű üzemben tartása érdekében végzett munkálatokról számolt be a miniszterelnök.