一个由陆军科学家领导的多国研究小组,利用一种涉及原子电子的物理效应,成功地诱导了储存的同位素能量的受控释放,这种物理效应在40多年前就被提出,但从未在实验上得到证实。
科学家们表示,这一重大的科学成就标志着美国陆军在寻找和获取替代能源方面迈出了一步,而不仅仅是使用化学物质制造新型电池。
这一结果被报道在2月8日的杂志上自然.
美国陆军研究实验室动力部件分部的团队负责人詹姆斯·卡罗尔博士说:“我们正在努力为未来陆军开发新的工具,无论是增强对战场空间的理解能力,更好地保护士兵,还是更快速有效地行动。”“然而,如果没有足够的能源和电力,这些改进都是不可实现的。因此,显然有一个强大的动机来扩大陆军获得能源和新能源的途径。例如,这推动了对具有陆军特定能力的改进化学电池的研究,以减轻士兵的负担;然而,研究也正在进行中,以确定获取由同位素储存的能量的可行性,其密度是化学物质的10万倍。可以说,我们正在尝试超越‘化学极限’,生产全新类型的电池。”
卡罗尔和ARL团队希望通过探索一种非化学材料来实现这一目标,即在非裂变材料中储存能量的放射性同位素。在这个新结果中,他们在对钼的一种特定同位素的测试中证明,能量可以以激发态的形式储存在这些原子核中,持续约7个小时,而且通过涉及原子核周围原子壳的新过程,能量可以在更短的时间内释放出来。在原子的壳层上制造一个“空穴”,一个落入壳层的自由电子将刚好(少量)的能量转移到原子核,就像一个开关一样,使储存的更大的能量有控制地释放出来。这一过程背后的迷人科学吸引了来自美国、欧洲和澳大利亚的其他研究人员加入这个实验。
ARL团队的重点是学习更多的基本能量释放机制,在遥远的未来,这些机制可能会支持新型的电源。作为这一努力的一部分,电子-核机制首次被展示出来,这是ARL的重点如何与纯科学研究相吻合的一个例子。
在近期内,主要的影响是为这一效应提供了第一个证据,可以用来评估理论模型,以理解这一过程,新的实验正在准备中,以进一步表征这一过程。从长远来看,研究人员希望这种机制能够为陆军提供一种新型电池和电源。
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