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¿Son las baterías de diamantes radiactivos una cura para los desechos nucleares?

¿Son las baterías de diamantes radiactivos una cura para los desechos nucleares?

En el verano de 2018, un dron de hobby dejó caer un pequeño paquete cerca del borde de Stromboli, un volcán frente a la costa de Sicilia que ha estado en erupción casi constantemente durante el siglo pasado. Como uno de los volcanes más activos del planeta, Stromboli es una fuente de fascinación para los geólogos, pero la recopilación de datos cerca del respiradero turbulento está plagada de peligros. Entonces, un equipo de investigadores de la Universidad de Bristol construyó un vulcanólogo robot y usó un dron para transportarlo a la cima del volcán, donde podría monitorear pasivamente todos sus temblores y temblores hasta que fue inevitablemente destruido por una erupción. El robot era un sensor del tamaño de una pelota de béisbol que funcionaba con microdosis de energía nuclear de una batería radiactiva del tamaño de un cuadrado de chocolate. Los investigadores llamaron a su creación un huevo de dragón.

Los huevos de dragón pueden ayudar a los científicos a estudiar los procesos naturales violentos con un detalle sin precedentes, pero para Tom Scott, un científico de materiales en Bristol, los volcanes eran solo el comienzo. Durante los últimos años, Scott y un pequeño grupo de colaboradores han estado desarrollando una versión mejorada de la batería nuclear del huevo de dragón que puede durar miles de años sin ser cargada ni reemplazada. A diferencia de las baterías de la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos, que generan electricidad a partir de reacciones químicas, la batería de Bristol recolecta partículas escupidas por diamantes radiactivos que se pueden fabricar a partir de desechos nucleares reformados.

A principios de este mes, Scott y su colaborador, un químico de Bristol llamado Neil Fox, crearon una empresa llamada Arkenlight para comercializar su batería de diamante nuclear. Aunque la batería del tamaño de una uña todavía se encuentra en una fase de creación de prototipos, ya muestra mejoras en la eficiencia y la densidad de potencia en comparación con las baterías nucleares existentes. Una vez que Scott y el equipo de Arkenlight hayan refinado su diseño, establecerán una instalación piloto para producirlos en masa. La compañía planea que sus primeras baterías nucleares comerciales lleguen al mercado en 2024, pero no espere encontrarlas en su computadora portátil.

Las baterías convencionales químicas o “galvánicas”, como las celdas de iones de litio en un teléfono inteligente o las baterías alcalinas en un control remoto, son excelentes para consumir mucha energía durante un período corto de tiempo. Una batería de iones de litio solo puede funcionar durante unas pocas horas sin recarga, y después de unos años habrá perdido una fracción sustancial de su capacidad de carga. Las baterías nucleares o las células betavoltaicas, en comparación, tienen que ver con producir pequeñas cantidades de energía durante mucho tiempo. No producen suficiente energía para alimentar un teléfono inteligente, pero dependiendo del material nuclear que utilicen, pueden proporcionar un goteo constante de electricidad a dispositivos pequeños durante milenios.

“¿Podemos alimentar un vehículo eléctrico? La respuesta es no ”, dice Morgan Boardman, director ejecutivo de Arkenlight. Para alimentar algo que consume mucha energía, dice, significa que “la masa de la batería sería significativamente mayor que la masa del vehículo”. En cambio, la compañía está buscando aplicaciones en las que sea imposible o poco práctico cambiar regularmente una batería, como sensores en ubicaciones remotas o peligrosas en depósitos de desechos nucleares o en satélites. Boardman también ve aplicaciones que están más cerca de casa, como usar las baterías nucleares de la compañía para marcapasos o dispositivos portátiles. Él visualiza un futuro en el que las personas conserven sus baterías y cambien dispositivos, en lugar de al revés. “Reemplazará la alarma contra incendios mucho antes de reemplazar la batería”, dice Boardman.

Tal vez, como era de esperar, a muchas personas no les agrada la idea de tener algo radiactivo cerca de ellos. Pero el riesgo para la salud de los betavoltaicos es comparable al riesgo para la salud de las señales de salida, que utilizan un material radiactivo llamado tritio para lograr su característico brillo rojo. A diferencia de los rayos gamma u otros tipos de radiación más peligrosos, las partículas beta pueden detenerse en seco con solo unos pocos milímetros de protección. “Por lo general, solo la pared de la batería es suficiente para detener las emisiones”, dice Lance Hubbard, científico de materiales del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico que no está afiliado a Arkenlight. “El interior apenas es radiactivo, y eso los hace muy seguros para las personas”. Y, agrega, cuando la batería nuclear se queda sin energía, se desintegra a un estado estable, lo que significa que no quedan residuos nucleares.

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