(來源：Pixabay)
目前，隨著全球能源需求不斷上漲和低碳化發展要求，風電、水電、核電等清潔能源正越來越受到各方關注。
其中，核電使用少量燃料，就能產生巨大能量，世界各地的核反應堆建設也越來越多。不過，這些反應堆同時會產生大量對人體和環境有害的放射性廢物。
為解決這個問題，專家們提出了多種方案。由于很難將核廢料安全地保存處理，這些方案中的一個重點是對其進行再利用。
再利用的其中一個實踐是放射性金剛石電池。據了解，這是一種具有成本效益的回收核廢料的方法，因此備受關注。
先簡單介紹下核電池與放射性金剛石電池。
核電池原型最早可以追溯到英國物理學家亨利·莫斯利(Henry Moseley)，1913 年，他演示了粒子輻射制造電流的實驗。在 1950 至 1960 年代，航空航天業認為或可將莫斯利的研究用于航天器上，以為其提供長期動力。當時，也有公司在研究將核電池應用在無線電接收器等方面。
但這類核電池仍存在一定安全性和導電性等局限，在該方面，合成金剛石的出現為其提供了一個較好的解決方案。金剛石是目前所知最堅硬的物體之一，可以通過特殊工藝使其具有放射性或者充當半導體。
據了解，放射性金剛石電池于 2016 年，由英國布里斯托大學(University of Bristol)卡博特環境研究所的科學家團隊開發。
該電池由核廢料的 β 衰變提供動力。β 衰變是原子核(由質子和中子構成)為得到穩定質子、中子比例時，釋放多余粒子的過程。同時會產生許多 β 粒子(高能量電子或正電子)。
β 粒子撞擊半導體材料，可產生電流，進而轉化為電能。但 β 粒子是從不同方向上發射，能夠擊中半導體的數量不多，產生的電能較小，效率因此還不高。
放射性金剛石電池使用了化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)工藝。該工藝廣泛用在人造金剛石制造上。
研究人員對 CVD 工藝調整后，通過添加含有放射性同位素碳-14 的放射性甲烷來生成放射性鉆石。內部的核廢料充當燃料，在 β 輻射下，將能獲得無須充電的長時間有效電池。
布里斯托大學化學學院能源材料教授尼爾·福克斯(Neil Fox)解釋說：“選擇碳-14 作為原材料，因為它發出短程輻射，這種輻射會很快被任何固體材料吸收。”
不過，布里斯托團隊表示，其放射性金剛石電池(含有 1 克碳-14)提供的功率較低，只有幾微瓦，小于典型的 AA 電池(5 號電池)。因此目前的應用僅限于傳感器與起搏器等小型、低功耗設備，還無法用在筆記本電腦或智能手機上。
值得一提的是，對于布里斯托團隊科學家研發的放射性金剛石電池，英國公司 Arkenlight 準備將其進行上市，該公司第一款微型電池產品預計在 2023 年下半年發布。
(來源：NDB)
