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다이아몬드를 이용한 원자력 전지

British university unveils 'diamond' nuclear-powered battery

2016-11-29

잉글랜드 브리스톨 대학(University of Bristol)은 방사성 폐기물을 이용하여 전기를 생산하는 새로운 원자력 전지 기술을 개발하고 있다. 물리학자와 화학자로 구성된 이 연구팀은 방사성 물질을 내부에 장착한 인공 다이아몬드를 이용하여 소량의 전류를 생산하고 있다. 이것은 방사성 폐기물 문제를 해결하면서 청정에너지 생산과 장수명 배터리 개발까지 가능하게 해줄 것으로 보인다. 11월 25일, 연구팀은 브리스톨 대학 최초의 학제간 연구소인 캐봇 연구소(Cabot Institute)의 연례 강연회인 ‘세계를 바꿀 아이디어’에서 이와 같은 방사성 폐기물을 에너지로 활용하는 방법을 발표했다.

코일 사이에서 자석이 움직이도록 에너지를 투입하여 전류를 생산하는 대부분의 발전 기술과 달리 연구팀의 인공 다이아몬드는 방사선원에 가까이 접근시키는 것만으로도 전하를 생성할 수 있다. 이 기술의 장점은 움직이는 부분이 없고, 배출가스도 없으며 유지보수도 필요하지 않고 직접적으로 전기를 생산할 수 있다는 것이다. 단수히 방사성 물질을 다이아몬드로 감싸는 것만으로도 골치 아픈 장수명 방사성 폐기물을 원자력 전지로 전환시키고 청정에너지를 오랫동안 공급할 수 있는 것이다.

연구팀은 다이아몬드 전지의 프로토타입 시연용 방사선원으로 니켈-63을 사용했다. 하지만 탄소의 방사성 동위원소인 탄소-14를 이용할 경우 보다 높은 효율을 달성할 수 있는데, 탄소-14는 원자력발전소에서 감속재로 사용되는 흑연에서 쉽게 찾을 수 있다.

영국은 이와 같은 흑연 감속재를 거의 95,000톤 가량 보유하고 있기 때문에 탄소-14를 추출하여 원자력 전지를 만들면 방사성 물질도 제거하고 폐기물을 안전하게 저장하는 비용과 문제도 해결할 수 있다. 탄소-14는 투과력이 낮은 방사선을 방출하고 가까운 고체에 재빨리 흡수되기 때문에 원자력 전지의 좋은 에너지원이 될 수 있다.

탄소-14를 직접 접촉하거나 섭취하면 방사성 피폭으로 위험하지만 다이아몬드로 감싸면 단거리 방사선은 투과할 수 없다. 다이아몬드가 알려진 가장 강한 물질인 것을 고려하면, 이보다 안전하게 방사성 물질을 격리하는 방법도 찾기 어렵다. 현재 사용되는 배터리보다 전압이 낮지만 반감기는 5730년에 달하는 탄소-14를 이용하여 전지수명이 길기 때문에 혁명적인 전원이 될 수 있다.

원자력발전에 따른 방사성 폐기물 문제를 혁신적으로 해결하면서, 오랫동안 깨끗한 전기를 공급할 수 있는 원자력 전지를 만들 수 있는 기술이 개발되었다. 또한 개발국의 상황에 맞는 방사성 폐기물 처리에 최적화된 방법이라는 점에서 필요가 발명을 있게 함을 다시 한 번 보여준다.

관련연구자 Tom Scott
관련기관 University of Bristol
과학기술분류 원자력
본문키워드(한글) 방사성 폐기물, 원자력 전지, 다이아몬드
본문키워드(영문) radioactive waste, nuclear battery, diamond
원문언어 영어
국가 영국
원문출판일 2016-11-28
출처 http://www.world-nuclear-news.org/WR-British-university-unveils-diamond-nuclear-powered-battery-28111602.html
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