Une batterie au diamant d'une durée de vie de plus de 5 000 ans utilise des déchets nucléaires

Les diamants artificiels qui génèrent de l’électricité à partir de déchets nucléaires promettent de fournir une source d’énergie stable pendant des milliers d’années.

Les batteries au diamant constituent une source d'énergie durable tout en résolvant le problème de l'élimination des déchets nucléaires. Illustration : Mining.com.

Des scientifiques ont trouvé un moyen de transformer les déchets nucléaires en source d'énergie en convertissant des isotopes radioactifs en diamants artificiels pouvant servir de batteries permanentes, rapporte Science Alert. Ces diamants peuvent produire de l'électricité, fournissant ainsi de l'énergie pendant des milliers d'années, grâce à leur longue demi-vie.

« Cette source d'énergie directe ne comporte aucune pièce mobile, aucune émission et aucun entretien », explique le géochimiste Tom Scott de l'Université de Bristol, au Royaume-Uni. « En encapsulant des matières radioactives dans des diamants, nous résolvons le problème à long terme de la conversion des déchets nucléaires en batteries nucléaires et en une source d'énergie propre. »

L'équipe de Scott a développé un prototype de batterie au diamant utilisant un isotope instable du nickel (nickel-63). Le nickel-63 a une demi-vie d'environ 100 ans, ce qui permet au prototype de conserver environ la moitié de sa charge pendant 100 ans. Cependant, les chercheurs étudient désormais un matériau plus durable, l'isotope carbone-14.

La première génération de réacteurs nucléaires Magnox au Royaume-Uni, exploitée entre les années 1950 et 1970, utilisait de gros blocs de graphite pour entretenir la réaction nucléaire. Au cours de leur utilisation, ces blocs de graphite devenaient progressivement radioactifs, créant un isotope instable du carbone, le carbone 14.

Le dernier réacteur Magnox a fermé en 2015. Après des décennies d'exploitation, il a laissé derrière lui une quantité considérable de déchets nucléaires. Aujourd'hui, 95 000 tonnes de graphite, stockées en toute sécurité et sous étroite surveillance, sont encore hautement radioactives. Sa désintégration est longue, le carbone 14 ayant une demi-vie de 5 730 ans. Grâce à la technologie proposée par l'équipe de Scott, les batteries au carbone 14 présentent un potentiel énorme.

« Les isotopes du carbone 14 ont été choisis comme matériaux radioactifs car ils émettent un rayonnement à ondes courtes facilement absorbé par la matière solide », explique Neil Fox, chercheur participant au projet. « Normalement, l'ingestion ou la manipulation de ces isotopes serait dangereuse, mais lorsqu'ils sont stockés en toute sécurité dans du diamant, aucun rayonnement à ondes courtes n'est émis. Le diamant est le matériau le plus dur connu, et nous pouvons exploiter cette propriété pour protéger les populations. »

La nouvelle technologie a été présentée par l'équipe lors de sa conférence « Des idées qui changent le monde » à l'Université de Bristol la semaine dernière, mais ils n'ont pas encore publié les détails de l'invention.

« En général, une pile AA de 20 grammes stocke environ 700 joules d'énergie par gramme. Utilisée en continu, elle s'épuise en 34 heures », explique le chercheur Scott. « Une pile diamantée expérimentale contenant un gramme d'isotope carbone 14 fournit 15 joules par jour, en continu, pendant 5 730 ans. L'énergie totale collectée peut donc atteindre 2,7 térajoules. »

Les batteries au diamant fabriquées à partir de matériaux radioactifs pourraient être utilisées dans des appareils électroniques qui ne nécessitent pas de grandes quantités d’électricité mais nécessitent une source d’énergie continue, comme les stimulateurs cardiaques, les satellites, les drones ou même les engins spatiaux.

Selon VNE