Tự làm pin hạt nhân từ đồ phế thải: Ý tưởng điên rồ nhưng thú vị

Việc xây dựng một nhà máy điện hạt nhân trong sân sau nhà là điều bất hợp pháp và hoàn toàn không khả thi. Tuy nhiên, việc tự chế một chiếc pin hạt nhân sử dụng triti (tritium) lại là một câu chuyện hoàn toàn khác biệt — miễn là bạn không mong đợi nó sẽ cung cấp một lượng năng lượng đáng kể nào.

Bạn thậm chí không cần đến bất kỳ vật tư chuyên dụng nào. YouTuber và đam mê kỹ thuật điện Double M Innovations đã chứng minh điều này trong một video gần đây. Đừng mong chờ một nguồn năng lượng khổng lồ, nhưng tất cả những gì những "thợ điện hạt nhân" tương lai cần để tạo ra, theo lời của YouTuber này, một "nhà máy điện hạt nhân công suất nano-watt", chỉ là vài chiếc máy tính bỏ túi chạy bằng năng lượng mặt trời cũ, một số ống chứa khí triti và một chút giấy bạc.

Nguyên lý hoạt động đơn giản

Ý tưởng này thực sự khá đơn giản: Các ống triti phát sáng là do quá trình phân rã beta kích hoạt lớp phủ phosphor, và ánh sáng phát ra từ đó có thể tạo ra một dòng điện nhỏ trong các pin mặt trời, dù hiệu quả thấp hơn nhiều so với ánh sáng tự nhiên. Khí triti có thể dễ dàng mua được trên mạng với giá rẻ trong các ống nhỏ, hoặc dưới dạng móc khóa, thường có thể tháo ra để lấy ống chứa khí bên trong.

Chỉ cần kẹp các ống triti đó giữa hai pin mặt trời được tháo ra từ những chiếc máy tính bỏ túi rẻ tiền, cách điện chúng, và bọc lại bằng giấy bạc để chắn ánh sáng bên ngoài, và voilà: Bạn có một chiếc pin hạt nhân cực kỳ nhỏ và cực kỳ kém hiệu quả, nhưng có thể hoạt động trong khoảng 12 năm — tương đương với thời gian bán rã của triti.

Hiệu suất năng lượng thực tế

Dĩ nhiên, thiết bị này không mang lại cho Double M nhiều năng lượng sử dụng được. Trước khi nối hai pin mặt trời lại với nhau, cỗ máy này chỉ tạo ra khoảng 0,5 volt và không có dòng điện đo được. Khi hai pin được nối song song, dòng điện tăng lên mức nano-ampere, mức vẫn chưa đủ để tạo ra lượng điện hữu ích đo được.

Tuy nhiên, nó vẫn tạo ra được điện — ít nhất là khi để yên trong một thời gian dài. Sau khi kết nối pin với một tụ điện và để qua một ngày, tụ điện này đã đạt được mức 2,8 volt. Để bạn hình dung lượng năng lượng nhỏ bé đến mức nào, việc đo điện áp bằng đồng hồ vạn năng khiến điện áp tụt xuống rất nhanh, như video đã minh họa.

Rõ ràng, điều này sẽ không thay đổi paradigms năng lượng trong tương lai gần. Double M chỉ mô tả nó như một minh chứng khái niệm (proof of concept) sau thành công hạn chế với phiên bản pin hạt nhân hạt alpha trong video trước đó.

"Tôi đang thu được một chút năng lượng từ chiếc pin hạt nhân giá rẻ của mình," Double M nhận xét trong video. "Nhưng nó chỉ là một lượng cực kỳ nhỏ — có lẽ vừa đủ để làm đèn LED nhấp nháy thỉnh thoảng."

Ứng dụng thực tế của pin hạt nhân

Các loại pin phân rã beta (betavoltaic), giống như chiếc Double M làm trong video này, được sử dụng trong các ứng dụng công suất thấp đặc thù, nơi tuổi thọ phục vụ cực dài quan trọng hơn công suất đầu ra. Điều này bao gồm các cảm biến từ xa, một số thiết bị y tế cấy ghép và các nghiên cứu định hướng không gian. Ngược lại, nhiều khái niệm pin hạt nhân công suất cao hơn dựa vào các đồng vị phát xạ alpha hoặc nhiệt phân rã.

Bức xạ alpha có tiềm năng tạo ra năng lượng lớn hơn, đồng thời cũng nguy hiểm hơn đối với con người, khiến nó trở thành nguồn năng lượng được ưa chuộng của các cơ quan như DARPA. Gần đây, DARPA đã ủy nhiệm cho khu vực tư nhân phát triển các pin hạt nhân công suất cao sử dụng hạt alpha. Những chiếc pin trong mơ của DARPA sẽ được sử dụng trong môi trường xa xôi như không gian, nơi bức xạ alpha phát ra — dù dễ bị chặn — sẽ không gây rủi ro cho con người.

Nói cách khác, đừng mong đợi vài chiếc móc khóa và máy tính bỏ túi hỏng sẽ tạo ra công suất đáng kể. Dù sao, đây cũng là một khái niệm khá thú vị. Hoặc, nếu bạn có đủ thời gian, ngân sách và không gian, bạn có thể xây dựng một chiếc pin móc khóa khổng lồ với đủ năng lượng để làm những điều điên rồ như sạc điện thoại thông minh.

Các nhà đầu tư đang chán nản, hãy liên hệ với chúng tôi nếu bạn có nguồn vốn. Chắc chắn điều đó còn hơn là bị bắt vì xây dựng một lò phản ứng hạt nhân DIY hoàn chỉnh. ®