Mỹ phát triển pin hạt nhân từ năng lượng bức xạ

14:26, 11/03/2025

Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Ohio (Mỹ) đã phát triển một loại pin hạt nhân có thể chuyển đổi năng lượng bức xạ thành điện và an toàn khi sử dụng.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học bang Ohio đã đạt được một bước tiến đột phá khi phát triển một loại pin có khả năng chuyển đổi chất thải hạt nhân thành điện năng, mở ra triển vọng mới cho việc tận dụng nguồn năng lượng sạch và bền vững.

Khai thác bức xạ gamma từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng

Công nghệ này hoạt động dựa trên việc khai thác bức xạ gamma từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, một nguồn năng lượng trước đây bị coi là khó khai thác an toàn. Theo Raymond Cao, tác giả chính của nghiên cứu, nhóm của ông đã tận dụng những gì bị xem là chất thải để biến thành một nguồn tài nguyên giá trị.

Công nghệ pin hạt nhân hoạt động dựa trên việc khai thác bức xạ gamma từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng

Điểm nổi bật của công nghệ này là việc sử dụng các tinh thể nhấp nháy, có khả năng phát sáng khi tiếp xúc với bức xạ. Ánh sáng phát ra sẽ được hấp thụ bởi một hệ thống pin năng lượng mặt trời, tương tự như các tấm pin quang điện truyền thống và chuyển hóa thành điện năng. Nguyên mẫu pin có kích thước khoảng bốn mét khối, sử dụng hai đồng vị phóng xạ phổ biến từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng là cesium-137 và coban-60. Kết quả thử nghiệm cho thấy, pin có thể tạo ra 288 nanowatt khi sử dụng cesium-137 và 1,5 microwatt khi dùng coban-60, đủ để cung cấp năng lượng cho các cảm biến nhỏ.

Mặc dù mức công suất đầu ra vẫn còn hạn chế so với nhu cầu điện năng quy mô lớn, nhưng nghiên cứu này chứng minh tiềm năng mở rộng để phục vụ các ứng dụng yêu cầu công suất cao hơn. Raymond Cao nhận định rằng, với những điều chỉnh phù hợp, công nghệ này có thể đạt được mức sản lượng điện từ watt trở lên, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến và lưu trữ năng lượng.

Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ này là khả năng giảm thiểu rủi ro của chất thải phóng xạ. Hiện tại, năng lượng hạt nhân cung cấp khoảng 20% sản lượng điện của Mỹ với lượng khí thải nhà kính tối thiểu. Tuy nhiên, chất thải phóng xạ từ các nhà máy điện hạt nhân vẫn là một bài toán nan giải vì nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe con người và môi trường. Giải pháp mới này không chỉ giúp tận dụng hiệu quả nguồn năng lượng từ bức xạ mà còn góp phần giải quyết vấn đề lưu trữ và xử lý chất thải hạt nhân.

An toàn khi sử dụng

Bên cạnh việc hỗ trợ các cơ sở lưu trữ chất thải hạt nhân, công nghệ này còn có tiềm năng ứng dụng trong các môi trường đặc biệt như thám hiểm biển sâu và không gian vũ trụ, nơi bức xạ cao là một yếu tố không thể tránh khỏi. Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng, dù bức xạ gamma được sử dụng trong nghiên cứu này có khả năng xuyên thấu mạnh gấp hàng trăm lần so với chụp X-quang hay CT, nhưng bản thân pin lại không chứa vật liệu phóng xạ nên hoàn toàn an toàn khi sử dụng.

Nghiên cứu còn chỉ ra rằng, thiết kế của tinh thể nhấp nháy đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện công suất đầu ra. Tinh thể có diện tích bề mặt lớn hơn giúp hấp thụ bức xạ hiệu quả hơn, từ đó tăng cường khả năng chuyển đổi năng lượng. Tuy nhiên, để mở rộng quy mô ứng dụng thực tế, nhóm nghiên cứu cần giải quyết "bài toán" chi phí sản xuất và tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu nhằm tối ưu hóa hiệu suất của công nghệ này.

Ibrahim Oksuz - đồng tác giả của nghiên cứu - đánh giá rằng, đây là một bước tiến đột phá trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân. Mặc dù công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn sơ bộ, nhưng các bước tiếp theo sẽ tập trung vào việc mở rộng cấu trúc để đạt công suất cao hơn. Thành công của nghiên cứu này không chỉ đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc tái sử dụng chất thải hạt nhân mà còn góp phần thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng bền vững trong tương lai.

Link gốc


Theo congthuong.vn

Share

Thi đua để chung tay xây dựng EVNNPT phát triển bền vững, đột phá trong kỷ nguyên số

Thi đua để chung tay xây dựng EVNNPT phát triển bền vững, đột phá trong kỷ nguyên số

Tổng giám đốc Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia và Ban Thường vụ Công đoàn EVNNPT vừa ban hành Chỉ thị liên tịch số 502/CTLT-CĐEVNNPT-EVNNPT ngày 30/5/2025 phát động hưởng ứng Phong trào thi đua trong giai đoạn 2025-2030.


Công đoàn Điện lực Việt Nam thăm hỏi, động viên người lao động tại các công trình trọng điểm của EVNNPT

Công đoàn Điện lực Việt Nam thăm hỏi, động viên người lao động tại các công trình trọng điểm của EVNNPT

Ngày 30/5, đoàn công tác Công đoàn Điện lực Việt Nam (ĐLVN) do bà Nguyễn Kim Thanh – Phó Chủ tịch Công đoàn ĐLVN làm trưởng đoàn đã đến thăm hỏi, động viên và trao quà cho người lao động đang trực tiếp thi công tại các công trình trọng điểm của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT).


Công điện số 3433 của EVN về việc tập trung ứng phó nguy cơ mưa lớn, sạt lở đất, lũ quét, ngập lụt và chủ động phòng chống thiên tai trong thời gian tới

Công điện số 3433 của EVN về việc tập trung ứng phó nguy cơ mưa lớn, sạt lở đất, lũ quét, ngập lụt và chủ động phòng chống thiên tai trong thời gian tới

Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) có công điện số 3433/CĐ-EVN ngày 30/5/2025 gửi các đơn vị thành viên của EVN về việc tập trung ứng phó nguy cơ mưa lớn, sạt lở đất, lũ quét, ngập lụt và chủ động phòng chống thiên tai trong thời gian tới.


Công đoàn Điện lực Việt Nam thăm, động viên người lao động thi công trên công trường Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng

Công đoàn Điện lực Việt Nam thăm, động viên người lao động thi công trên công trường Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng

Chiều 29/5, Công đoàn Điện lực Việt Nam (ĐLVN) đã tổ chức đoàn công tác đến thăm, động viên và trao quà cho người lao động đang trực tiếp thi công tại công trường Nhà máy Thủy điện Hòa Bình mở rộng (tỉnh Hòa Bình).


EVNGENCO3: Phấn đấu hằng năm có 120 sáng kiến, giải pháp đổi mới sáng tạo, đề tài khoa học các cấp

EVNGENCO3: Phấn đấu hằng năm có 120 sáng kiến, giải pháp đổi mới sáng tạo, đề tài khoa học các cấp

Ngày 28/5, tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Tổng công ty Phát điện 3 (EVNGENCO3) tổ chức Hội nghị điển hình tiên tiến giai đoạn 2020 - 2025; Lễ biểu dương “Người lao động ngành Điện tiêu biểu, An toàn vệ sinh viên giỏi tiêu biểu năm 2025’’ và phát động phong trào thi đua lao động sáng tạo, chương trình sáng kiến trong Tổng công ty giai đoạn 2025-2028.