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2020년 1월 24일 금요일

핵폐기물을 이용한 다이아몬드 배터리



(The structure of Graphite blocks in a nuclear reactor. Credit: EDF Energy)


 브리스톨 대학의 과학자들이 핵폐기물을 자원으로 재활용 할 수 있는 색다른 방법을 제안했습니다. 브리스톨 대학의 톰 스콧 교수 (Professor Tom Scott from the School of Physics and Director of the South West Nuclear Hub)가 이끄는 연구팀은 막대한 양의 탄소 14 방사성 동위원소가 원자력 전지로 활용될 수 있다고 주장했습니다. 


 과거 영국은 흑연 기반의 우라늄 연료봉을 사용해서 핵발전소를 가동했습니다. 핵발전소는 하나씩 퇴역하고 있지만, 핵발전소가 남긴 9.5만톤의 흑연 핵폐기물은 여전히 남아 있습니다. 이 흑연은 강한 방사선을 받아 탄소 12에서 방사성 동위원소인 탄소 14가 되는데 이 동위원소의 반감기는 5730년에 달합니다. 일반적인 우라늄 분열의 부산물보다 더 오래 가는 방사능 물질인 셈입니다. 


 연구팀은 이 연료봉을 가열해 탄소 14만 따로 추출하는 방법을 개발했습니다. 증발한 탄소 14만 따로 모은 후 이를 단단하게 결합해 다이아몬드로 만들면 쉽게 부서지지 않는 단단한 소재로 만들 수 있습니다. 그 다음 열전소자와 단단한 차폐 물질로 둘러싸면 원자력 전지로 만들 수 있습니다. 




(동영상) 



 물론 플루토늄 기반의 RTG에 비해 생산되는 전력량은 얼마되지 않겠지만, 반감기가 매우 길어 장기간 소량의 전력이 필요한 시스템에 적합합니다. 이 다이아몬드 배터리로 우주 탐사선을 만들면 수천년간 교신이 가능할지도 모릅니다. 


 일단 연구팀은 1989년 퇴역한 버클리 발전소 (Berkeley Power Station)에서 이 기술을 시험해 볼 것이라고 합니다. 과연 어떤 결과가 나올지 궁금합니다. 다만 비용이 만만치 않을 것이고 이렇게 만든 다이아몬드 배터리의 수요가 많을 것 겉지 않기 때문에 핵폐기물에 대한 근본 해결책으로 보기는 어려울 것 같습니다. 


 참고 



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