Nonostante l’energia nucleare sia una fonte affidabile e quasi priva di emissioni di gas serra, la gestione delle scorie da essa prodotta rimane ancora oggi una delle sfide ambientali più gravi. Per rispondere a questa problematica, i ricercatori dell’Università Statale dell’Ohio (Ohio State University) hanno sviluppato una batteria innovativa in grado di trasformare l’energia rilasciata dalle scorie in elettricità, contribuendo così a ridurne l’impatto ambientale.
Dall’Ohio la batteria nucleare a base di cristalli scintillatori
Il cuore tecnologico di questa innovazione è costituito dai cristalli scintillatori (scintillator crystals), materiali ad alta densità che, in combinazione con delle celle solari, emettono luce quando assorbono le radiazioni, come i raggi gamma provenienti dalle scorie radioattive. Attraverso questi cristalli, le radiazioni gamma vengono convertite in luce, che viene poi trasformata in elettricità dalle celle solari, producendo abbastanza elettricità “da alimentare dispositivi microelettronici come i microchip“, precisano i ricercatori.
Nella loro ricerca, pubblicata sulla rivista Optical Materials: X, gli scienziati hanno realizzato un prototipo di piccole dimensioni (circa 4 centimetri cubici) che hanno testato presso il Nuclear Reactor Laboratory dell’Università. Per valutarne l’efficacia, gli scienziati hanno impiegato due diverse sorgenti radioattive: il cesio-137 e il cobalto-60, entrambi sottoprodotti della fissione nucleare.
I risultati hanno mostrato che il cesio-137 ha generato 288 nanowatt, mentre il cobalto-60 ha prodotto 1,5 microwatt, “sufficienti per accendere un minuscolo sensore“. Nonostante i livelli di potenza generati siano ancora relativamente bassi, i test dimostrano che questa tecnologia ha il potenziale per rendere le scorie un problema del passato.
Applicazioni e prospettive future
Ovviamente questa batteria non è progettata per l’uso domestico, ma potrebbe trovare impiego in ambienti specifici dove i rifiuti nucleari sono già presenti, come i siti di stoccaggio delle scorie radioattive. Inoltre, potrebbe essere utilizzata in contesti estremi, come missioni spaziali o esplorazioni nelle profondità marine, dove le batterie convenzionali sarebbero difficili da mantenere e sostituire.
Per adattarlo a queste diverse applicazioni, gli scienziati stanno ora indagando su come ottimizzare la capacità energetica del dispositivo. I ricercatori hanno infatti notato che la composizione, la forma e la dimensione dei cristalli scintillatori possono influenzare la quantità di energia prodotta. Aumentare il volume del cristallo potrebbe migliorare l’assorbimento delle radiazioni e, di conseguenza, la produzione di elettricità.
“Il concetto di batteria nucleare è molto promettente“, ha detto il ricercatore Ibrahim Oksuz, co-autore dello studio. “C’è ancora molto margine di miglioramento, ma credo che in futuro questo approccio si ritaglierà uno spazio importante sia nel settore della produzione di energia che in quello dei sensori“.
