低光強(qiáng)度相機(jī)捕捉到由發(fā)射β時(shí)線(xiàn)的碳-14原子制成的合成金剛石碳膜發(fā)出的微弱無(wú)線(xiàn)電光

英國(guó)原子能管理局4日宣布，英國(guó)原子能管理局 (UKAEA) 和布里斯托大學(xué)的科學(xué)家和工程師宣布成功制造出世界上第一塊碳-14 金剛石電池。這種新電池技術(shù)由于使用了放射性同位素碳-14，可以提供數(shù)千年的可靠電源。這一突破有可能徹底改變從醫(yī)療設(shè)備到太空探索的一系列應(yīng)用。

英國(guó)原子能管理局的新聞稿證實(shí)，這種碳-14 鉆石電池標(biāo)志著能源創(chuàng)新向前邁出了重要一步。通過(guò)利用碳-14 的能量，該電池可以從同位素的放射性衰變中產(chǎn)生低水平的能量，該同位素的半衰期為 5,700 年。

鉆石作為碳14的保護(hù)殼，確保安全的同時(shí)保持其發(fā)電能力。

醫(yī)療器械中的應(yīng)用 

這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵潛在應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療設(shè)備。生物相容性金剛石電池可用于植入物，如眼科設(shè)備、助聽(tīng)器和心臟起搏器。

這些電池將減少更換電池的需要，并最大限度地減少對(duì)患者造成的痛苦。英國(guó)原子能管理局氚燃料循環(huán)總監(jiān) Sarah Clark 解釋說(shuō)：“鉆石電池提供了一種安全、可持續(xù)的方式，可以提供持續(xù)的微瓦級(jí)電力。”

在極端環(huán)境下使用。 

據(jù)英國(guó)原子能管理局稱(chēng)，這種電池的使用壽命長(zhǎng)，非常適合在地球和太空的極端環(huán)境中使用。例如，這些電池可以為有源射頻 (RF) 標(biāo)簽等設(shè)備供電，這些標(biāo)簽用于跟蹤和識(shí)別航天器或有效載荷等物體。

據(jù)稱(chēng)，碳-14 金剛石電池?zé)o需更換即可運(yùn)行數(shù)十年，這使得它成為太空任務(wù)和遠(yuǎn)程地面應(yīng)用的一個(gè)有希望的選擇，因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中傳統(tǒng)的電池更換是不可行的。

碳-14金剛石電池的工作原理

英國(guó)原子能管理局解釋稱(chēng)，碳-14 鉆石電池通過(guò)捕獲碳-14 放射性衰變過(guò)程中產(chǎn)生的快速移動(dòng)電子來(lái)發(fā)電。這類(lèi)似于太陽(yáng)能電池板將光轉(zhuǎn)化為電能的方式，但它們利用的是鉆石內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)。碳-14 的長(zhǎng)壽命意味著電池可以在低水平上提供數(shù)千年的電力。

英國(guó)原子能管理局與布里斯托大學(xué)之間的合作 

據(jù)了解，該款電池的研發(fā)是英國(guó)原子能管理局和布里斯托大學(xué)的科學(xué)家和工程師合作的結(jié)果。

兩個(gè)團(tuán)隊(duì)共同合作建造了一臺(tái)等離子沉積裝置，這是英國(guó)原子能管理局卡勒姆校區(qū)用來(lái)生產(chǎn)鉆石的專(zhuān)用設(shè)備。布里斯托爾大學(xué)的湯姆·斯科特教授指出：“我們的微功率技術(shù)可以支持一系列重要的應(yīng)用，從空間技術(shù)和安全設(shè)備到醫(yī)療植入物。”他補(bǔ)充說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)很高興與行業(yè)和研究領(lǐng)域的合作伙伴進(jìn)一步探索這些可能性。