Esta batería con diamante radioactivo dura miles de años
(Duran 5.000) Años
Un equipo de científicos de la Universidad de Bristol ha logrado desarrollar una batería que logra durar miles de años, de acuerdo a lo presentado por los físicos y químicos en la conferencia anual del Instituto Cabot, «Ideas para cambiar el mundo», la semana pasada. Además de representar la solución a la necesidad prolongada y estable de electricidad para algunos dispositivos, esta batería también resuelve otro problema: el manejo de desechos nucleares, y, con ello, de su radioactividad potencialmente dañina.
Esta nueva tecnología emplea estos restos para generar electricidad desde el interior de un diamante hecho por el hombre. El mismo, cuando se coloca en un campo radiactivo, es capaz de generar una pequeña corriente eléctrica limpia, que no genera emisiones.
A diferencia de la mayoría de baterías —que emplean un imán a través de una bobina de alambre para generar una corriente eléctrica con su movimiento— en este dispositivo “no hay partes móviles involucradas”, de acuerdo con Tom Scott, profesor de Materiales en el Centro de Análisis de Interfaz de la Universidad y miembro del Instituto Cabot. “Transformamos un problema a largo plazo de desechos nucleares en una batería nuclear y un suministro de energía limpia de amplia duración”, señala.
El primer prototipo de esta «batería de diamante» utilizaba níquel-63 como fuente de radiación. No obstante, por su abundancia y en beneficio de la eficiencia de la batería se cambió al carbono-14, versión radioactiva del carbono (usualmente empleado para determinar la antigüedad de objetos que contienen material orgánico).
Las plantas de energía nuclear en el Reino Unido, al igual que varias otras en el mundo, generan electricidad en base al uranio, material radioactivo que va encapsulado en una bóveda de grafito. Este último elemento ayuda a moderar la reacción en cadena del uranio, que finalmente sirve para calentar las aguas cuyos vapores alimentan turbinas que son, propiamente, las generadoras de electricidad.
Como residuo de este proceso, en las paredes de grafito se acumula carbono-14. Este desecho puede dejar de ser radioactivo, para volver a ser carbono puro, en un proceso natural que lleva miles de años. La radiación que genera se reduce a la mitad recién cada 5.730 años, por lo cual el manejo responsable y adecuado de estos residuos se convierte en un serio y costoso problema. Tan solo el Reino Unido ha logrado acumular 95.000 toneladas del mismo desde los años cuarenta.
El equipo de Bristol ha podido delinear un proceso para remover este material del grafito en forma gaseosa. El gas, sometido a bajas presiones y altas temperaturas, es convertido en un diamante artificial (que, en la naturaleza, no es sino otra forma que adquiere el carbón), radioactivo y capaz de generar un flujo estable de electricidad.
El Dr. Neil Fox de la Escuela de Química de Bristol explica que este material emite una radiación de corto alcance, rápidamente absorbida por cualquier material sólido cercano. Ello haría peligroso un contacto directo con la piel. Por ello, el diamante radioactivo es recubierto con otra capa de diamante artificial, con lo que su radiación queda confinada y la batería termina siendo segura para el manejo en manos de humanos.
Si bien genera una baja potencia, en relación con otras tecnologías actuales, la vida útil de estas baterías de diamante podría revolucionar la alimentación de dispositivos en largas escalas de tiempo.
Scott señala que se utilizarán en situaciones en las que no sea factible cargar o reemplazar baterías convencionales: “Las aplicaciones obvias serían en dispositivos eléctricos de baja potencia en los que se necesite una larga vida útil de la fuente de energía, como marcapasos, y algunos instalados en satélites, aviones de gran altura o incluso naves espaciales”.
No obstante, se aceptan sugerencias: Bristol ha pedido a los usuarios de redes sociales el uso del hashtag #diamondbattery para proponer más usos potenciales de la nueva tecnología.
En las centrales nucleares, el uranio radiactivo se divide en un proceso llamado fisión nuclear. Cuando los átomos se dividen, se genera calor, y ese calor luego vaporiza el agua que permite a las turbinas generar electricidad.
La gran desventaja que hasta ahora el mundo cuestiona y es una de las razones que impulsan a muchos países a cerrar sus centrales nucleares, son los desechos radiactivos peligrosos y altamente contaminantes que se generan. Hoy en día, esta contaminación nuclear se almacena con seguridad hasta que deja de ser radiactiva en un promedio de 5.730 años. Eso es bastante tiempo.
Los científicos encontraron una forma de calentar el grafito radioactivo para liberar la mayor parte de la radiactividad en forma gaseosa. El gas está sometido a altas temperaturas y bajas presiones que lo convierten en un diamante artificial.
Cuando estos diamantes se colocan cerca de un campo radiactivo, que generan una pequeña corriente eléctrica. Los desarrolladores incluyeron la batería de diamante en otro diamante no radioctivo para absorber las emisiones nocivas, lo que a su vez permitió la generación de más electricidad, haciendo que la batería sea casi 100% eficiente.
Potenciar el futuro
La batería de diamante nuclear tiene una increíble y larga vida útil. Esto lo convierte en una solución de energía ideal para “situaciones en las que no es factible cargar o reemplazar baterías convencionales”, dijo Tom Scott, Profesor de ciencias en el Instituto Cabot.
Los tiempos de vuelo de los aviones, satélites o naves espaciales podrían aumentar con una batería tan duradera. Los dispositivos médicos como los marcapasos y el páncreas artificial podrían volverse más confiables, lo que permite a los usuarios vivir su vida más plenamente.
El desarrollo también presenta una forma increíblemente eficiente de tratar los residuos radiactivos. En los últimos 40 años, Estados Unidos ha acumulado 76.430 toneladas (84.250 toneladas) de estos residuos.
El suministro de electricidad a la Tierra es una tarea desalentadora incluso sin un enfoque en la sostenibilidad. Ahora, parece que los expertos están en el camino correcto con esta batería de diamante con energía nuclear. Es casi como el santo grial de la generación de electricidad, o como dice Scott, “no se generan emisiones y no se requiere mantenimiento, sólo la generación directa de electricidad”.
