I ricercatori inseriscono rifiuti nucleari nei diamanti e creano delle batterie... con i superpoteri
L'energia nucleare è oggi una realtà ormai consolidata nella maggior parte dei paesi sviluppati. Senza elencare gli innumerevoli pregi accompagnati da altrettanti difetti, un'affermazione riguardo questo tipo di energia è oggettiva: è totalmente libera di carbonio e non produce emissioni che contribuiscono al riscaldamento terrestre. L'energia nucleare in sé per sé non crea grandi problemi, sono i rifiuti conseguenti al processo di fissione ad essere un grande ostacolo. Gli scienziati però hanno trovato il modo di utilizzare in modo sicuro gli scarti nucleari, e questa scoperta potrebbe cambiare la tecnologia dei prossimi anni.
via bigthink.com
I rifiuti nucleari prodotti dalla fissione sono altamente pericolosi per l'ambiente.
La radioattività può durare anche migliaia di anni: tra i vari isotopi ad esempio viene prodotto anche l'Uranio-239 che ha un tempo di dimezzamento di 24.000 anni. Questi materiali sono estremamente pericolosi da maneggiare tanto che prima della scoperta in questione, nessuno aveva mai pensato ad un impiego alternativo dei rifiuti.
Tipicamente, un sito nucleare produce 2.300 tonnellate di rifiuti radioattivi all'anno: solo negli Stati Uniti sono attivi 99 reattori. È facile dunque comprendere l'urgenza di trovare una soluzione al loro smaltimento. Oggigiorno sono immagazzinati e monitorati, ma come ogni altra cosa, sono soggetti anche loro ad un errore umano che potrebbe avere conseguenze disastrose.
I ricercatori dell'Università di Bristol hanno individuato il modo di incapsulare gli scarti radioattivi nei diamanti, fornendo energia pulita per centinaia di anni.
Il campo radioattivo generato dai rifiuti nucleari sviluppa una debole corrente elettrica che il diamante è in grado di condurre. Tom Scott, geochimico che ha preso parte al progetto, rassicura sulla sicurezza della tecnologia: non c'è pericolo di emissioni e non c'è alcun bisogno di manutenzione.
L'innovatività del progetto è facilmente intuibile: se all'interno del diamante viene incapsulato l'isotopo instabile Nickel-63, si ottiene una batteria in grado di durare più di cento anni. Tantissimi altri atomi possono essere inclusi ed ottenere dispositivi dalla durata ancora più estesa. Allo stesso tempo si riduce la quantità degli scarti radioattivi.
I diamanti usati non vengono acquistati dalle gioiellerie...
I ricercatori non hanno utilizzato diamanti di gioielleria, ma anche in questo caso hanno tenuto in mente il concetto di riciclo e smaltimento dei rifiuti esistenti, che rimane l'obiettivo principale.
Le centrali nucleari costruite dagli anni '50 agli anni '70 impiegano grandi blocchi di grafite per raffreddare le barre di uranio poste nel nocciolo del reattore. Negli anni questi blocchi sono stati ricoperti dall'isotopo radioattivo carbonio-14 che ha un tempo di dimezzamento di ben 5.730 anni. Queste centrali vengono man mano dismesse, lasciando irrisolto il problema dello smaltimento della grafite radioattiva.
I ricercatori dell'Università di Bristol hanno usato questi blocchi per creare diamanti puri: ebbene sì, è possibile trasformare la grafite in diamante perché non bisogna dimenticare che la loro diversità è dovuta semplicemente ad un diverso arrangiamento degli atomi di carbonio.
Sottoponendo la grafite ad elevate temperature e pressioni si può modificare la disposizione interna degli atomi, ottenendo infine i diamanti.
Il diamante è ancora oggi la sostanza più dura al mondo, pertanto è anche il miglior materiale adatto a contenere piccole quantità di materiale radioattivo.
Le batterie di diamante potranno sostituire le batterie alcaline?
Ad oggi è impossibile paragonare l'efficienza di una batteria alcalina con le innovative batterie nucleari. Il Dottor. Scott ha affermato: "Una comune batteria alcalina AA pesa circa 20 grammi e fornisce un'energia pari a 700 Joules/grammo. Allo stesso tempo una batteria di diamante contenente 1 g di carbonio-14 fornirà solo 15 Joules al giorno ma per 5730 anni, per un totale di 2,7 TeraJoules!".
Al momento c'è anche un altro ostacolo da superare: nonostante i diamanti in questione siano prodotti dall'uomo, il processo rimane comunque molto costoso. Un giorno, quando l'intera invenzione sarà ottimizzata in tutte le sue parti, queste batterie saranno disponibili in innumerevoli ambiti: satelliti, droni, dispositivi medici (pacemaker ad esempio), ed in tutti i casi in cui è impossibile o difficile cambiare o posizionare una batteria sicura e resistente nel tempo.
