核废料成钻石电池　半颗可用7000年

人类对能源的需求愈来愈大，核电也成了不少国家的选择之一。核电不但有风险，造成的核废料问题亦令人头痛。然而，危险如核废料，也有变成钻石的一天，更可化为能源的宝矿。

说到石墨，大多数人或许觉得陌生，但日常生活中，石墨却是如影随形。铅笔芯、碳锌电池，用的都是石墨。此外，核发电过程中，其中一种重要材料也是石墨。石墨能耐高温，化学性质稳定，加上导热性强，常用作反应堆的减速材料，以保持反应堆的稳定，并持续提供高热作发电之用。然而，如果核电厂关闭，大量曾暴露在辐射中的石墨堆，却会成为核废料。

辐射留恋地球

核废料带有高放射性，对人体及环境造成祸害，其处理相当麻烦，不但需要上百万年才能减低辐射水平，期间需要投放资源长期处理，涉及的责任问题亦受关注。以英国为例，至今已制造了约9.5万吨石墨核废料。

石墨的基本元素是碳，受辐射影响后会变成碳-14。假以时日，当碳-14的能量完全消耗，则可重新化为碳粒子。然而，碳-14的能量，一般需要5,730年，才可释放50%。英国布里斯托大学团队发现，这些石墨中，被辐射污染的碳-14粒子都相当靠近表面，可以被抽取。团队继而研究重新再造石墨核废料，把它化为极长寿的电池。

重组成钻石　辐射比香蕉低

碳-14燃烧后会化为气体，研究人员收集这些气体。钻石与石墨均由碳原子组成，然而结构有异，因此外貌、特性、硬度亦有很大差异。但以高温高压处理收集得来的气体，会改变碳原子结构，令漆黑柔软的石墨化为透明坚硬的钻石。

移除碳-14后的石墨堆，辐射大减，变得更容易储存，制成钻石后的碳粒子亦更稳定。团队在核废料钻石外，添上一层无辐射的钻石，确保辐射包裹其中。由于碳-14的辐射相当短程，会被外壳吸收，因此辐射不会接触或影响外界环境。研究团队表示，包裹后录得的辐射，会比香蕉更少。

电流微弱　直接发电

这些核废料钻石可用于发电，成为电池，制造较弱的电流。现存一般发电技术，多由线圈旋转运动，改变磁场而发电，然而核废料钻石发电并不需要移动，电池本身能直接提供电力，而坚硬的钻石亦令电池难以耗损，毋须维修。

“钻石是人类所知最硬的物质，实在没有其他东西可以提供这种程度的保护。”布里斯托大学化学学者福克斯（Neil Fox）是研究团队中一员，他对核钻石的安全度非常有信心。

电池限期或逾万年

现时团队已成功用带辐射的镍-63制造样办，正研究以碳-14制作另一个样办，并期望会比上一代更有效率。如果要为这份电力加上限期，随时超过1万年。研究团队表示，预计电池要用上7,746年，方会耗用50%电力。人类文明史也不过5,000多年罢了。

团队研制的电池虽然极为持久，但只能提供微弱电力，而且制作成本昂贵，距离普遍使用甚远。布里斯托大学的界面分析中心教授斯科特（Tom Scott）解释：“一颗20克重的AA电芯，可提供每克700焦耳的能量密度，24小时持续使用便会用光。一颗1克重的钻石电池可提供每日15焦耳的能量……总能量存储评级是2.7万亿焦耳。”

核废料电池电力虽微弱得多，但可以用千万年，适用于难以充电的用品，例如人造心脏、人造卫星、高纬度地区等。另外，随着互联网高速发展，电子产品互相连结，所需源源不绝的电力也是科技界热门研究范畴。极持久的电池或会成为物联网产品的突破点，让产品离充电器更远。

除石墨外，使用过的核燃料也是一个核废料来源。现时不少国家会以用过的核燃料循环发电，例如法国正用这些燃料提供17%的总核电产量。“反刍”过后，余下约4%的不可用核废料，则会隔离处理，例如玻璃固化，再密封存于地底储存库，直至辐射水平降至天然矿物程度。