【研究】原発の放射性廃棄物を電池としてリサイクルできる「ダイヤモンド電池」
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原子力発電などに伴って発生する放射性廃棄物は、産業利用が終わった後も継続して有害な放射線を放出しているため、厳重な取扱いが必要です。
そんな放射性廃棄物を電池としてリサイクルする、「ダイヤモンド電池」の研究が進んでいます。
原子力エネルギーを利用した原子力発電は排出する二酸化炭素量が少なく、火力発電などと比較してクリーンな発電方法とされていますが、発電後に残る放射性廃棄物の処理が問題です。
たとえば、太平洋上に位置するマーシャル諸島共和国のルニット島には冷戦中にアメリカが残した放射性廃棄物が残されており、プルトニウムが漏れ出している危険性が指摘されています。
そんな中、イギリス・ブリストル大学の研究チームは、核廃棄物を利用して電気を生成する新たな技術を開発しました。
2016年に発表されたこの技術は、放射線を放つ物体の近くに置くだけで電荷を生成する「人工ダイヤモンド」を電池として用いるというもの。
研究を率いているブリストル大学で材料科学を研究するトム・スコット教授は、人工ダイヤモンドと放射性廃棄物による発電システムについて、「可動部品も排出物もなく、メンテナンスが不要で、直接発電するだけです。
放射性物質をダイヤモンドにカプセル化するだけで、放射性廃棄物の長期的な問題を原子力電池とクリーンエネルギーの長期供給に変えることができます」と述べています。
2016年の時点で、研究チームはニッケルの放射性同位体であるニッケル63を放射線源としたダイヤモンド電池のプロトタイプを作成しており、動作も実証済みです。その後、ダイヤモンド電池の効率を改善するために、研究チームは炭素の放射性同位体である炭素14を用いたダイヤモンド電池を開発したとのこと。炭素14は原子力発電の減速材として用いられた黒鉛から抽出可能であり、使用済みの黒鉛から炭素14を抽出することで放射能が低下し、放射性廃棄物の保管コストが削減できるそうです。
また、研究チームのニール・フォックス氏は炭素14をダイヤモンド電池に利用した点について、「炭素14は短距離放射線を放出しており、これはあらゆる固体材料に素早く吸収されます。
人間が摂取したり素肌に触れたりすれば危険ですが、ダイヤモンドの中に保持されていれば短距離放射線が外に逃げられないため安全です」と述べています。
放射性廃棄物を利用したダイヤモンド電池は既存の電池と比較すれば低電力であるものの、電池としての寿命が非常に長いという利点があります。
炭素14を使用したダイヤモンド電池が寿命の50％に達するまで5730年かかるとのことで、スコット氏は「これらの電池は交換や充電が不可能な状況で使用されることを想定しています。
低電力ですが長寿命の電池が必要な、ペースメーカーや衛星といった電子機器に適用されます」と主張しました。
研究チームは、1989年に運転が停止されて記事作成時点で廃止措置が実施されているバークレー原子力発電所の放射性廃棄物をリサイクルして、ダイヤモンド電池を作成することを計画中。
「最終的な目標は、ダイヤモンド電池で使用する炭素14を黒鉛から抽出する拠点を、旧原子力発電所の近くに建設することです」と、スコット氏は述べました。
https://i.gzn.jp/img/2020/01/21/nuclear-waste-recycled-diamond-battery/00_m.jpg
https://gigazine.net/news/20200121-nuclear-waste-recycled-diamond-battery/ >>13 危険厨の腹巻にする方がいいよ 中から腐って死んで逝くから 安全坊 ハイブリッド車造ったら?!
無事材料とりいく時に行けたらなぁ >>2
食い物を粗末にする土人共
洗剤やら機械モノは好きにすれば良いと思うが トリチウムだけでは採算合わないけど、副産物として膨大な量の水素と酸素が生産されるので政府の支援があれば採算が取れるだろう
ただ電気分解に使う再生可能エネルギーで作られた電力をそのまま電気自動車の充電に使った方がコストは良いのだが… >>使用済みの黒鉛から炭素14を抽出
こんなことをしなくても、他の物から炭素14を抽出すれば良いんじゃないの？
必要なのは炭素14であって、使用済みの黒鉛ではない。 >>108
他に炭素１４が大量に含まれていて、効率良く抽出出来る物があればな 炭素14じゃなく珪素で人造水晶ジャケットなら
「アトランティスの遺産」と売り出せるぞw >>25
それだけだと無理。
ＭＯＸ燃料の再処理技術の商用化に成功した国が無いからね。
もし高速増殖炉が完成しただけで完結するような代物なら、ロシアがとっくに
量産体制に入っているはずだが、実際にはそうなっていない。 >>74
技術自体は大したこと無いよ。
１９７０年代にはあった技術。
原子力技術なんて枯れ切った技術だから、君が思うような大層なものではないし、
原子力技術者の激減（＆質の低下）なんて、３０年くらい前から世界中で起きている
話だが、何が変わったか具体的に指摘できる？ >>92
横からスマン。
究極的な理想状態での核融合炉が目指しているのが、トリチウムを二重水素と核融合させて
膨大なエネルギーを得て、そのエネルギーだけでトリチウムを濃縮し、また次の核融合反応を
起こすというものなんだよ。つまり外部からのエネルギー注入なしで核融合反応を連鎖させる
というもの。
そうした反応は机上論では大昔から提唱されているのだが、実験レベルでも成功例は無い。
今の時点では外部から投入したエネルギーと同じ量の熱エネルギーを取り出すのがやっとで、
今作っているＩＴＥＲでも、１０倍にするのが最終目標になっている。（熱出力で１０倍なので電気
エネルギーにすると３倍程度まで落ちる。）
ＩＴＥＲの事業費が既に数兆円規模になっているから、エネルギー収支が３倍程度にしかなら
ないようでは、採算にまるで合わないだろうね。ＩＴＥＲを数百億円程度で作れるようになれば、
採算に合うようになるかもしれないが、建設費を２桁以下にしなきゃならない訳で当分はまず
無理だよ。
＞核融合炉の商用化 >>113
トリチウムを濃縮？どういう意味だ？
トリチウムやデュートリウムを高温高圧下で核融合させ、そのエネルギーで核融合を連続させるんだろ
トリチウムやデュートリウムはヘリウムに変わるので、消費され続けるだけだぞ
太陽だって何時かは燃え尽きるんだ、無限に増殖して核融合を続ける事はできないぜ >>114
濃縮という表現は間違っていたね。申し訳ない。
トリチウムは水の中に含まれているけど、そこから抽出するには希薄すぎるので
ブランケットにリチウムを入れておいて核融合反応で発生する中性子の一部と
反応させてトリチウムに変換させて燃料として得ることになっているらしいよ。
あくまでも机上論としてはね。当然ながら実現出来るという保証は無い。ｗ
あと核融合を長時間連続させるにはエネルギーを逃がさない工夫と、一方で
発生し続けるヘリウムという邪魔者をどう処理するかといったあたりが鍵になる
と思うが、そのあたりの改善もまだまだこれから。超高温･超高圧・大量の中性子
という環境の下で熱を含めたエネルギーを極力逃がさず、同時にヘリウムだけを
除去する仕組みが必要になると思うが、それを確かめる設備はまだ無い。
何せプラズマ状態が維持できるのはたったの数十秒しかなく、今作っているＩＴＥＲ
ですら数百秒まで伸ばすところまでが目標。ヘリウムが相当量発生し、発電可能な
レベルまで連続運転できるようになるまでまだまだ時間が掛かる。 >>115
高価なリチウムをトリチウムの原料にするのかよ、豪気な話だなｗ
核融合なんてまだまだ遠い話だよ
それにまつわる話も『できたら良い〜な』レベルの話
細かい問題点を語る時代は100年後じゃねぇのかな、そんな日は来ないかもだし 22世紀までには実用化されるよ
子守ロボットの心臓部としてね 発電効率の問題だわな。
太陽電池ほどの効率ならコスパは限りなく悪いだろ。 発電効率は悪くないだろ
放射線はダイアで遮蔽されて外に出ないんだろ
効率良く電気に変わらないとしたら、そのエネルギーは何処へ行くんだ？
問題は崩壊による放射線エネルギーが小さすぎる事だよ
よってコスパは最低だろう、用途は限定されるわな ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
