Science
29.11.2016

Diamanten machen aus Atommüll Batterien

Britische Forscher haben einen Prozess entwickelt, mit dem aus dem radioaktiven Kohlenstoffisotop C 14 Batterien gefertigt werden können.

In Kernkraftwerken wird Graphit, eine Form von Kohlenstoff, eingesetzt um die nukleare Kettenreaktion im radioaktiven Material zu kontrollieren. Durch die Strahlung verwandelt sich ein Teil des Kohlenstoffs in das radioaktive Isotop C 14. Dieses fällt normalerweise als Atommüll an. Britische Forscher der Universität Bristol haben eine Methode gefunden, aus diesem radioaktiven C 14 Batterien zu konstruieren. Dazu werden die C 14 Blöcke erhitzt, wodurch die äußere Graphitschicht, in der die Radioaktutivität konzentriert ist, in die Gasphase übergeht. Aus dem Gas werden dann unter hohem Druck und Temperatur künstliche Diamanten gepresst. Diese erzeugen, wenn sie radioaktiver Strahlung ausgesetzt sind, einen schwachen elektrischen Strom.

Da das Material selber strahlt, wird so dauerhaft Elektrizizät abgegeben. Um die Strahlung abzublocken, wird eine zweite Diamantschicht aus nicht radioaktivem Kohlenstoff als Schutzhülle um die nukleare Batterie gelegt. Da C 14 nur Betastrahlung abgibt, kann so die gesamte Strahlung abgeschirmt werden. Eine Batterie aus einem Gramm C 14 könnte so etwa 15 Joule pro Tag liefern. Das ist weniger als eine AA-Batterie. Allerdings würde eine solche Stromquelle auch nach 5730 Jahren noch die Hälfte ihrer Leistung bringen. "Wir sehen diese Batterien in Situationen, in denen es nicht möglich ist, Stromquellen zu tauschen oder aufzuladen. Die offensichtlichsten Anwendungen wären in Herzschrittmachern, Satelliten, Raumsonden und Drohnen für den Dauerbetrieb", sagt der beteiligte Forscher Tom Scott.

Allein im vereinigten Königreich sollen derzeit 95.000 Tonnen Graphit aus Reaktoren liegen, die zu Batterien werden könnten. Zu beachten ist aber, dass die Methode nur für bestimmte, schwach strahlenden Abfälle funktioniert und dass die inneren Teile der Graphitblöcke, die übrigbleiben, immer noch strahlen, wenn auch deutlich schwächer als vor der Behandlung. Laut den Forschern wäre so aber zumindest ein Teil des radioaktiven Abfalls sicher und nützlich verstaut.