Pin kim cương phóng xạ hứa hẹn giải pháp cho chất thải hạt nhân

Đó là những viên pin được làm từ chất thải hạt nhân và có thể tồn tại hàng nghìn năm. Pin kim cương phóng xạ được phát triển lần đầu tiên vào năm 2016 và ngay lập tức được hoan nghênh vì chúng hứa hẹn một phương pháp tái chế chất thải hạt nhân mới, tiết kiệm chi phí.

Pin kim cương phóng xạ được sản xuất bằng cách sử dụng một quá trình gọi là lắng đọng hơi hóa học, vốn được sử dụng rộng rãi để sản xuất kim cương nhân tạo. Nó sử dụng hỗn hợp hydro và methane để phát triển màng kim cương ở nhiệt độ rất cao. Kim cương là một trong những vật liệu cứng nhất mà nhân loại biết đến - nó thậm chí còn cứng hơn cả cacbua silic. Và kim cương có thể hoạt động như một nguồn phóng xạ và một chất bán dẫn. Cho kim cương tiếp xúc với bức xạ beta và bạn sẽ nhận được pin thời lượng dài mà không cần sạc lại. Chất thải hạt nhân tiếp nhiên liệu cho pin kim cương nhiều lần, cho phép tự sạc qua nhiều thời kỳ.

Pin kim cương phóng xạ lần đầu tiên được phát triển bởi một nhóm các nhà vật lý và hóa học từ Viện Cabot về Môi trường Đại học Bristol (Anh). Sáng chế được giới thiệu là một thiết bị betavoltaic, có nghĩa là nó được cung cấp năng lượng bởi sự phân rã beta của chất thải hạt nhân. Phân rã beta là một loại phân rã phóng xạ xảy ra khi hạt nhân của nguyên tử có dư các hạt và giải phóng một số hạt trong số chúng để thu được tỷ lệ proton và neutron ổn định hơn. Điều này tạo ra một loại bức xạ ion hóa được gọi là bức xạ beta, bao gồm rất nhiều electron hoặc positron năng lượng cao và tốc độ cao được gọi là hạt beta. Hạt beta chứa năng lượng hạt nhân có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện thông qua một chất bán dẫn.

Pin kim cương phóng xạ hứa hẹn giải pháp cho chất thải hạt nhân -0
Những viên pin này được làm từ chất thải hạt nhân và có thể tồn tại hàng nghìn năm.

Tuy nhiên, nhóm nhà khoa học Bristol cảnh báo pin kim cương phóng xạ không phù hợp với máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh, vì chúng chỉ chứa 1g carbon-14, có nghĩa là chúng cung cấp năng lượng rất thấp - chỉ một vài microwat, ít hơn mức thông thường Pin AA. Do đó, ứng dụng của họ cho đến nay chỉ giới hạn ở các thiết bị nhỏ không được giám sát trong thời gian dài - chẳng hạn như cảm biến và máy điều hòa nhịp tim. Có trụ sở tại San Francisco, NDB Inc. được thành lập vào năm 2012 với mục tiêu tạo ra một giải pháp thay thế sạch hơn và xanh hơn cho các loại pin thông thường.

Công ty khởi nghiệp giới thiệu phiên bản pin làm từ kim cương vào năm 2016 và công bố hai cuộc thử nghiệm bằng chứng về khái niệm vào năm 2020. Đây là một trong những công ty đang cố gắng thương mại hóa pin kim cương phóng xạ. Pin kim cương nano từ NDB được mô tả là pin điện áp alpha, beta, neutron và có một số tính năng mới, theo trang web công ty. Pin kim cương nano dự kiến sẽ được tung ra thị trường vào năm 2023. Arkenlight, công ty Anh thương mại hóa pin kim cương phóng xạ của Bristol, có kế hoạch phát hành sản phẩm đầu tiên của họ là pin micro ra thị trường vào cuối năm 2023.

Tính di động của các thiết bị điện tử hiện đại, sự phổ biến ngày càng tăng của ôtô điện và cuộc chạy đua đưa nhân loại vào các nhiệm vụ vũ trụ dài ngày đến sao Hỏa trong thế kỷ 21 đã khiến mối quan tâm ngày càng tăng trong nghiên cứu công nghệ pin trong vài năm trở lại đây. Một số loại pin thích hợp hơn cho một số ứng dụng nhất định và không hữu ích cho những loại khác.

Nhưng chúng ta có thể nói rằng pin lithium-ion thông thường mà chúng ta quen thuộc sẽ không sớm bị thay thế bằng pin kim cương phóng xạ. Pin thông thường kéo dài thời gian ngắn hơn, nhưng chúng cũng rẻ hơn nhiều để sản xuất. Tuy nhiên, việc chúng không tồn tại được lâu (tuổi thọ khoảng 5 năm) là một vấn đề nan giải, thậm chí chúng cũng tạo ra một lượng lớn rác thải điện tử, không dễ tái chế.

Pin kim cương phóng xạ hứa hẹn giải pháp cho chất thải hạt nhân -0
Pin kim cương nano từ NDB.

Pin kim cương phóng xạ tiện lợi hơn vì có tuổi thọ cao hơn nhiều so với các loại pin thông thường. Nếu chúng có thể được phát triển thành một loại pin phổ thông, như NDB Inc. đề xuất, chúng ta có thể kết thúc sử dụng pin điện thoại thông minh và chỉ cần thay đổi pin từ điện thoại này sang điện thoại khác - như chuyển thẻ SIM. Tuy nhiên, pin betavoltaic do Arkenlight phát triển sẽ không đi xa đến vậy. Công ty đang nghiên cứu thiết kế có thể xếp nhiều pin betabat carbon-14 của họ vào các ô.

Để cung cấp khả năng phóng điện cao, mỗi tế bào có thể được đi kèm với một siêu tụ điện nhỏ, có thể cung cấp khả năng phóng điện nhanh tuyệt vời. Tuy nhiên, chất phóng xạ này cũng có tuổi thọ hơn 5.000 năm. Nếu bức xạ đó bị rò rỉ ra khỏi thiết bị ở dạng khí, nó có thể là một vấn đề. Trong quá trình hình thành kim cương, C-14 là một chất rắn, vì vậy nó không thể được chiết xuất và hấp thụ bởi một sinh vật sống. Chúng ta sẽ phải chờ xem liệu các nhà sản xuất có thể tìm ra cách giải quyết chi phí sản xuất và sản lượng năng lượng thấp, đồng thời đưa pin kim cương ra thị trường với chi phí hiệu quả và dễ tiếp cận hay không.

Duy Minh (tổng hợp)

Các tin khác

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Hệ thống quan trắc môi trường tự động là trụ cột quan trọng của quản trị môi trường, cung cấp dữ liệu phục vụ giám sát và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên liên tiếp thời gian qua, nhiều vụ việc dữ liệu quan trắc môi trường bị can thiệp, thao túng, không chỉ đặt ra trách nhiệm của các bộ, ngành, cá nhân có liên quan, mà còn đặt ra câu hỏi về doanh nghiệp được hưởng lợi, cơ chế quản lý dữ liệu và khả năng truy đến cùng chuỗi hành vi nếu có sự móc nối giữa các bên.

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Từng hai lần lĩnh án tù, Nguyễn Văn Dũng tiếp tục xuất hiện trong các phim ngắn với vai “đại ca” giang hồ. Trong vụ án liên quan kênh YouTube “Đời TV”, lời khai của những người tham gia cho thấy Dũng được mời đóng phim vì có lượng người theo dõi, có thể giúp kênh tăng lượt xem.

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Là một trong những nơi tập trung nhiều khu, cụm công nghiệp ở phía Nam, thu hút hàng triệu người từ khắp nơi đổ về làm công nhân và lao động tự do nên TP Đồng Nai luôn là địa bàn mà các đối tượng tội phạm, đặc biệt là trộm cắp, cướp giật chọn làm nơi gây án. Đối tượng mà chúng nhắm đến thường là công nhân. Không để tình trạng này tiếp diễn, Ban Giám đốc Công an TP Đồng Nai đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự và Công an các xã, phường tăng cường nắm tình hình địa bàn, phối hợp tuần tra khép kín để kịp thời đấu tranh, triệt phá.

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.