Diamant-Batterien aus Atommüll sollen Jahrtausende Strom liefern

Von Christian Kahle am 29.11.2016 09:58 Uhr
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Britische Forscher haben eine Idee entwickelt, wie sie einen beträchtlichen Teil des Atommülls aus veralteten, stillgelegten Kernreaktoren sinnvoll weiterverwenden können. Er soll schlicht in Form extrem langlebiger Batterien in verschiedenen Anwendungsbereichen Strom zur Verfügung stellen.

Der Atommüll, mit dem man in Folge der Nutzung der Kernenergie umgehen muss, ist weitaus umfangreicher als nur die eigentlichen Brennelemente. Wird ein Kernkraftwerk abgebaut, gilt im Grunde das gesamte Innenleben des Reaktors als kontaminiert und muss entsprechend sicher gelagert werden - und dies über hunderttausende von Jahren. Daher wird stets nach Möglichkeiten gesucht, wie man den Müll dann doch noch sinnvoll weiterverwenden könnte, ohne dass es zu noch schwerwiegenderen Folgen kommt.

Forscher der University of Bristol hatten hier eine Idee für den Umgang mit dem strahlenden Material aus den Graphit-Blöcken, die zwischen den Brennelementen hängen und dafür sorgen, dass im Reaktor eine kontrollierte Kettenreaktion läuft. In ihnen reichert sich mit der Zeit selbst ein Kohlenstoff-Isotop an, das über lange Zeit strahlt: Kohlenstoff-14.

Tausende Jahre Strom

Im Rahmen des Forschungsprojektes griff man auf die Tatsache zurück, dass in Diamanten, die radioaktiver Strahlung ausgesetzt sind, eine Spannung entsteht. Und da Diamant bekanntlich aus Kohlenstoff besteht, erzeugt man nun künstliche Diamanten aus dem Kohlenstoff-14 und erhält ein Objekt, das permanent eine Spannung erzeugt - und dies über eine lange Zeit. Die Halbwertzeit des Isotops liegt bei 5.730 Jahren. Dann also würde die Batterie immer noch die Hälfte ihrer Leistung bringen.

Kohlenstoff-14 ist ein Beta-Strahler. Diese Strahlung hat keine besondere Reichweite, so dass man in der Umgebung des Diamanten kaum etwas davon mitbekommt. Hält man die fragliche Batterie in der Hand, bekommt man laut den Forschern nicht mehr Strahlung ab, als würde man eine Banane halten. Die Beta-Partikel wirken also im Wesentlichen nur innerhalb der Diamant-Struktur. Und da es sich um das härteste natürliche Material handelt, ist es auch unwahrscheinlich, dass das Isotop bei Gebrauch in Spuren herausgelöst wird. Sicherheitshalber soll der Kohlenstoff-14-Kern aber noch in eine Diamant-Hülle aus nicht radioaktivem Kohlenstoff eingebettet werden.

Die Energie, die eine solche Batterie erzeugt, ist zwar nicht besonders umfangreich, genügt aber für Anwendungen, die mit wenig Strom auskommen, dafür aber lange Laufzeiten benötigen. So könnten die Diamant-Batterien beispielsweise Herzschrittmacher, autarke Sensoren oder auch Instrumente in Satelliten und Raumsonden antreiben. Genug Rohstoff ist vorhanden. Allein in Großbritannien entstanden in den Atommeilern verstrahlte Graphitblöcke in Höhe von 95.000 Tonnen.
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