Radyoaktif Nükleer Atıklardan Enerji Üreten Yeni Batarya: Geleceğin Enerji Kaynağı

Fosil yakıtların yakılması aksine, nükleer enerji santralleri çok az sera gazı salmaktadır. Günümüzdekiler her zamankinden daha güvenlidir ve şu anda ABD elektriğinin yaklaşık beşte birini üretmektedir. Ancak, nükleer santraller tehlikeli atık üretir ve bilim insanları bu tehlikeli yan ürünlerin nasıl yönetilebileceği konusunda hala etkili yollar aramaktadır. Peki ya sadece depolamak yerine, bu atıkları daha fazla enerji üretmek için kullanabilseydik?

Bu fikirden ilham alan Ohio’daki araştırmacılar, nükleer atıkla çalışan küçük bir pil geliştirdiler. Scintillator kristallerini – radyasyonu emdiğinde ışık yayan bir malzeme – nükleer atık tarafından üretilen gama radyasyonuna maruz bıraktılar. Kristallerin yaydığı ışık, güneş enerjili bir pili çalıştırdı. Çalışma, 29 Ocak’ta Optical Materials: X dergisinde yayımlandı ve arka plan seviyesindeki gama radyasyonunun mikroçipler gibi küçük elektronik cihazları çalıştırabileceğini gösterdi.

“Doğası gereği atılan bir şeyi alıp hazineye dönüştürmeye çalışıyoruz,” diyen Ohio Eyalet Üniversitesi Nükleer Reaktör Laboratuvarı direktörü ve çalışma lideri Raymond Cao, bir açıklamasında belirtti.

Ekip, pil prototipini nükleer reaktörlerin yaygın radyoaktif yan ürünleri olan sezyum-137 ve kobalt-60 ile test etti. Sezyum-137 kullanarak pil, 288 nanovat güç üretirken, kobalt-60 1.5 mikrovatt güç üretti—bu, küçük bir sensörü çalıştırmak için yeterlidir.

Bu, standart 10W bir LED ampulün 10 milyon mikrovata ihtiyaç duyduğu göz önüne alındığında küçük bir başarı gibi görünebilir, ancak Cao ve çalışma arkadaşları, yaklaşımlarının mikrovat yerine watt ölçeğinde veya daha yüksek seviyelerde teknolojiye güç sağlamak için ölçeklenebileceğini savunuyorlar. Bu tür piller, nükleer atıkların üretildiği ortamlarda, örneğin nükleer atık depolama havuzlarında kullanılabilirler. Uzun ömürlü olma ve çok az ya da hiç rutin bakım gerektirmeme potansiyeline sahiptirler.

“Nükleer pil konsepti çok umut verici,” diyor çalışmanın ortak yazarı ve Ohio Eyalet Üniversitesi makine ve havacılık mühendisi Ibrahim Oksuz. “Gelişim için hala çok fazla alan var, ancak gelecekte bu yaklaşımın hem enerji üretimi hem de sensörler endüstrisinde önemli bir yer edineceğine inanıyorum.”

Araştırmacılar ayrıca scintillator kristallerinin yapısının pilin enerji çıktısını etkileyebileceğini de belirttiler, daha büyük kristallerin daha fazla radyasyon emdiğini ve daha fazla ışık yaydığını öne sürdüler. Daha geniş yüzey alanına sahip bir güneş pili de daha fazla ışık emebilir ve dolayısıyla daha fazla enerji üretebilir.

“Bu iki aşamalı süreç henüz başlangıç aşamalarında, ancak bir sonraki adım daha büyük ölçeklerde daha fazla watt üretmek,” diye açıkladı Oksuz.

Şu an için bu teknolojiyi ölçeklendirmek pahalı olurdu ve daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. Yine de çalışma, yeterince yaratıcılıkla bir kişinin atığının gerçekten başka birisinin hazinesi veya bu durumda bir enerji kaynağı olabileceğini kanıtlıyor.