Batterien aus Atommüll – zu gut, um wahr zu sein?

So funktioniert die Batterie aus Atommüll

Wenn der Kern eines Atoms zu viele Teilchen hat, gibt er einige von ihnen ab, um ein stabileres Verhältnis von Protonen zu Neutronen zu schaffen. Dieser Prozess wird als Betazerfall bezeichnet. Dabei entsteht eine ionisierende Strahlung, die so genannte Betastrahlung, welche zahlreiche Betateilchen enthält, die auch schnelle und hochenergetische Elektronen oder Positronen genannt werden.
 
Eine typische beta-voltaische Zelle besteht aus Halbleitern, die zwischen dünnen Schichten aus radioaktivem Material eingeschlossen sind. Die Betateilchen, die vom Kernmaterial während seines Zerfalls freigesetzt werden, lösen im Halbleiter Elektronen aus, was zur Erzeugung von Strom führt. Die Leistungsdichte der radioaktiven Quelle nimmt jedoch mit zunehmendem Abstand zum Halbleiter ab. Daher sind Nuklearbatterien normalerweise wesentlich weniger leistungsfähig als andere Batterietypen. Hier kommt jedoch der polykristalline Diamant (PCD) ins Spiel. 
 
Die chemische Abscheidung aus der Gasphase, ein Verfahren, das häufig zur Herstellung synthetischer Diamanten verwendet wird, ist auch die Methode zur Herstellung der radioaktiven Batterien. Durch die Verwendung von radioaktivem Methan, das auf bestrahlten Reaktorgrafitblöcken vorkommt, haben die Forscher die Methode modifiziert, um radioaktive Diamanten zu züchten.
  
Diese Diamanten haben die Fähigkeit, als Halbleiter und radioaktive Quellen zu fungieren.  Mit ihnen kann eine langlebige Batterie, die nicht aufgeladen werden muss, wenn sie Betastrahlung ausgesetzt ist, mit Energie versorgt werden. Dank des Atommülls, mit dem die sie gefüllt ist, kann sie über Hunderte von Jahren kontinuierlich aufgeladen werden, ohne dass es zu einer messbaren Verschlechterung der Ladung kommt. Eine einzige Batterie kann also theoretisch mehr als tausend Jahre lang verwendet werden, ohne dass sie ausgetauscht oder geladen werden muss.