Baterie z odpadów nuklearnych – energia przyszłości?
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Ohio, we współpracy z Uniwersytetem Toledo, zaprezentowali niedawno przełomowy prototyp baterii zasilanej… promieniowaniem gamma pochodzącym z odpadów nuklearnych. Brzmi jak science fiction, a jednak, dzięki badaniom Lei R. Cao, Ibrahima Oksuza, Sabina Neupane’a i Yanfa Yana, mamy do czynienia z rzeczywistym krokiem ku nowym źródłom energii.
Opracowana przez nich bateria to tzw. „gammavoltaiczna” – wykorzystuje scyntylator, który przekształca promieniowanie gamma w światło widzialne. To z kolei jest pochłaniane przez ogniwo fotowoltaiczne, generując prąd elektryczny. Co ciekawe, urządzenie o objętości zaledwie czterech centymetrów sześciennych potrafi wygenerować energię wystarczającą do zasilenia miniaturowych sensorów.
Energia z cesu i kobaltu – potencjał odpadów radioaktywnych
Do testów użyto dwóch popularnych izotopów pochodzących z paliwa jądrowego: cezu-137 i kobaltu-60. Bateria z cezem generowała 288 nanowatów, natomiast ta z kobaltem aż 1,5 mikrowata – ilość wystarczającą do działania podstawowego czujnika. Choć obecne możliwości energetyczne są jeszcze ograniczone, naukowcy są przekonani, że technologię da się skalować do poziomu nawet kilku watów.
Tego typu rozwiązania mogłyby być wykorzystywane bezpośrednio w miejscach składowania odpadów nuklearnych, takich jak baseny wypalonego paliwa jądrowego. Dzięki temu możliwe byłoby „odzyskiwanie” energii z promieniowania, które dotąd stanowiło jedynie zagrożenie i problem.
Kształt kryształu ma znaczenie
Podczas eksperymentów zauważono, że kształt i rozmiar kryształu scyntylatora mają istotny wpływ na wydajność baterii. Większa objętość pozwala na pochłonięcie większej ilości promieniowania, a większa powierzchnia skuteczniej wspomaga generowanie prądu przez ogniwo słoneczne. Oznacza to, że poprzez odpowiednie modyfikacje geometryczne możliwe jest dalsze zwiększanie wydajności tych futurystycznych baterii.
Badacze podkreślają, że ich technologia może znaleźć zastosowanie również w ekstremalnych warunkach, jak np. w przestrzeni kosmicznej czy w głębinach morskich. W takich miejscach naturalna obecność promieniowania czyni gammavoltaiczne baterie wyjątkowo praktycznymi.
Baterie z odpadów radioaktywnych – ekologiczne i bezpieczne?
Wbrew pozorom, nowe baterie nie wymagają wbudowywania materiałów radioaktywnych – wystarczy ich obecność w otoczeniu. Dzięki temu są znacznie bezpieczniejsze, a jednocześnie mogą „żerować” na promieniowaniu tam, gdzie i tak występuje. Zdaniem prof. Cao, ten koncept może w przyszłości znaleźć zastosowanie nie tylko w przemyśle energetycznym, ale i w produkcji sensorów o ultra-niskim zużyciu energii.
Technologia zyskuje więc podwójnie – przekształca odpady w źródło energii, jednocześnie rozwiązując częściowo problem ich składowania. To przykład innowacji, która może zmienić nasze podejście do pozornie bezużytecznych odpadów jądrowych.
Wuji – chiński procesor 1nm zmienia zasady gry
W Chinach doszło do prawdziwego przełomu w świecie mikroprocesorów. Naukowcy z Uniwersytetu Fudan ogłosili stworzenie pierwszego na świecie 1-nanometrowego procesora opartego na architekturze RISC-V. Procesor Wuji, bo o nim mowa, to technologiczna rewolucja – zarówno pod względem rozmiaru, jak i materiałów użytych do jego budowy.
Zamiast tradycyjnego krzemu, konstrukcja oparta została na materiałach dwuwymiarowych, takich jak disiarczek molibdenu. To sprawia, że chip ma grubość poniżej 1 nm, a jednocześnie zawiera aż 5900 tranzystorów – to skok jakościowy względem wcześniejszych osiągnięć w tej dziedzinie.
Architektura RISC-V – niezależność technologiczna
Wuji to nie tylko osiągnięcie technologiczne, ale i strategiczne. Oparto go o otwartą architekturę RISC-V, co pozwala Chinom uniezależnić się od zagranicznych gigantów, takich jak Intel czy ARM. To kluczowy krok w kierunku suwerenności technologicznej, zwłaszcza w kontekście narastających napięć geopolitycznych i ograniczeń eksportowych.
Dzięki otwartemu kodowi źródłowemu, Chiny mogą rozwijać swoje mikroprocesory bez konieczności licencjonowania cudzych technologii, a jednocześnie brać udział w globalnej współpracy technologicznej.
Produkcja Wuji – precyzja na poziomie atomowym
Co równie imponujące, zespół badawczy osiągnął skuteczność produkcyjną na poziomie 99,77%. To oznacza, że niemal wszystkie układy scalone na chipie działają prawidłowo – przy tak mikroskopijnym rozmiarze to prawdziwy majstersztyk inżynierii.
Wuji jest już gotowy do pilotażowej produkcji, a aż 70% procesu technologicznego można zrealizować przy użyciu obecnych linii produkcyjnych do krzemu. To znacząco obniża koszty wdrożenia i przyspiesza komercjalizację.
Przyszłość jest dziś
Zarówno baterie z odpadów nuklearnych, jak i procesor Wuji to dowody na to, że technologia nieustannie przekracza granice naszej wyobraźni. W jednym przypadku uczymy się odzyskiwać energię z promieniowania, które dotąd było tylko zagrożeniem. W drugim – tworzymy mikroprocesory niemal na poziomie atomowym, niezależne od zachodnich technologii.
Oba osiągnięcia mogą w najbliższych latach zmienić reguły gry w swoich branżach. Od energetyki, przez elektronikę, po eksplorację kosmosu – jesteśmy świadkami początku nowej ery.
Gdy świat rozwija baterie z odpadów jądrowych i procesory grubości atomu, my w Europie uczymy się jak pić wodę bez odkręcania zakrętki. Równoległe rzeczywistości, ten sam kalendarz.