El residente de «Skolkovo», la empresa «ИнноПлазмаТех», ha desarrollado una técnica de aislamiento de isótopos de carbono para la creación de baterías nucleares. Los científicos informaron sobre la exitosa aplicación de la tecnología de iones de plasma para el procesamiento de grafito de reactor irradiado. El método de los científicos de Skolkovo permite eliminar la capa que contiene una mayor concentración de isótopo de carbono-14. El radiocarbono se puede utilizar para crear baterías beta-voltaicas «eternas» que se pueden utilizar para alimentar marcapasos y neuroimplantes.
La ciencia moderna aún no ha resuelto el problema de la clausura de los reactores uranio-grafito, incluido el РБМК (reactor de gran potencia de canal). También es importante gestionar eficazmente los residuos radiactivos, en particular, el grafito de reactor irradiado, que contiene el isótopo beta-activo carbono-14 con un período de semidesintegración de 5700 años.
Mientras los físicos nucleares buscan opciones para una solución práctica, los volúmenes de grafito irradiado crecen, y su cantidad se mide aproximadamente en 260 mil toneladas.
Los científicos de «Skolkovo» creen que el isótopo de carbono-14 se puede aplicar en la producción de un nuevo tipo de baterías beta-voltaicas «eternas». El principio de su funcionamiento es similar al principio de funcionamiento de un convertidor termoemisor. Gracias al enorme período de semidesintegración, la batería perderá solo la mitad de su potencia eléctrica de salida después de miles de años.
Estas baterías pueden encontrar aplicación en diversos dispositivos de alta tecnología, como marcapasos, neuroestimuladores y electrónica implantable.
La tecnología de iones de plasma permite depositar átomos de carbono-14 en un sustrato metálico, pulverizados mediante una descarga de plasma corta en un ambiente de gas inerte argón. Las pruebas de laboratorio demostraron la eficacia de este método. Las pruebas mostraron que se puede crear una capa de carbono-14 del grosor necesario, que se utilizará como cátodo en una nueva batería beta-voltaica.
Regulando los parámetros de la descarga, se puede depositar en diversos sustratos metálicos una capa de carbono-14 del grosor necesario, que se utilizará para crear un nuevo tipo de fuentes de alimentación: baterías beta-voltaicas de vacío de emisión de electrones «eternas». En el proceso de desactivación, de hecho, se crea gratuitamente un nuevo producto útil para el mercado de la medicina bioelectrónica de alta tecnología y las fuentes de energía de larga duración de amplio espectro. La tecnología de desactivación por iones de plasma está patentada por nosotros conjuntamente con ГК «Росатом» y АО «Концерн Росэнергоатом», también se ha iniciado el patentamiento internacional.
Los resultados de la investigación se presentaron a la amplia comunidad científica en la reunión técnica del OIEA Processing Technologies for Irradiated Graphite Waste (Tecnologías de procesamiento de residuos de grafito irradiado) en el verano de 2024.
Los resultados del trabajo, realizado con el apoyo de la Российский научный фонд (РНФ), se publicaron en un artículo de la editorial IEEE. En el transcurso del trabajo, se confirmó experimentalmente la base física de la tecnología, y los científicos rusos propusieron el concepto de una nueva batería beta-voltaica de vacío de emisión de electrones.
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