核鑽石：人類發明最持久的電池

01-25

閃閃發光的鑽石寶貝，避之不及的核廢料，永恆不變的電池——這三個風馬牛不相及的東東，竟然能湊到一起：核廢料→核鑽石→核電池，這三者變成遞進關係，很可能成為能源技術革命的新突破——核鑽石：人類發明出最持久耐用的電池！

一份來自英國布里斯託大學卡博特學院University of Bristol Cabot Institute的最新科研成果：在核電站核反應堆里，以往當作核廢料的放射性石墨，不必再小心翼翼地封存，而是變廢為寶，經過高溫加熱，把裡面的放射性物質以氣態形式釋放出來，再經過處理變成人造鑽石，然後神奇的現象出現了——把富含放射性物質的鑽石（核鑽石）和不含放射性物質的人造鑽石（非核鑽石），放置在一個密封環境里，就會產生電流。如果把核鑽石嵌入到非核鑽石內部，就會產生更大的電流，甚至這種電池效能接近100%。

問題來了，背後到底是啥原理？

簡單點說，就是從核廢料中提取的碳14發生β衰變，釋放非放射性氮和高能β粒子，這些平均能量為50keV（千電子伏特）的高能β粒子，在跟其他碳原子進行非彈性碰撞時，產生電子空穴對，由此形成電流。儘管距離走出實驗室，還有一段時間（核鑽石科研團隊自己估計，2031年才能推廣應用），不過這一發明的意義，堪稱重大，而且一箭雙鵰。

因為TA既可以變廢為寶、非常有效地再利用放射性核廢料（光是美國，過去40年就累積了84250噸的核廢料，封存這些危險物的費用也是很昂貴的），TA又是迄今為止人類發明最持久耐用的超級電池（核鑽石主要元素是碳14，它的半衰期是5730年，即使達到半衰期，核鑽石的電能消耗也不過只有1/2），這就意味著恆久供電、不必更換電池成為了現實。尤其應用在飛船、衛星、探測器、心臟起搏器、人工胰臟等植入性醫療設備上變得更加可靠。同時，還不產生排放、不必維修、不用更換零件、清潔安全，一直使用就行了。

當然了，目前TA也有兩個明顯缺點：①電能明顯低於傳統電池。如果未來不能技術突破的話，恐怕未來只能應用在低能耗電子設備上；②技術過程複雜，工程造價昂貴。解決之道就是技術創新，大幅降低造價，同時有國家政策引導，畢竟這項能源革命的一大功績，就是消滅這個地球上的危險核廢料，而不僅僅是在單純地造電池。

回頭再看一下咱母國的核電站布局，36座投產核電站、20個在建核電站，到2020年還將增到100個，產生核廢料高達14萬噸。早有消息說，中國正在考慮斥資217億美元，跟法國阿海琺集團合作建造一個規模超大的核廢料處理廠。未來如果咱能引進核鑽石這項技術的話，就是同樣花217億美元，相信也是值得滴！畢竟這是一箭雙鵰的科技突破！