بطارية ذرية تعمل عشرات السنوات وتنتج الكهرباء من النفايات النووية

استطاع علماء اجتياز مرحلة نوعية كبرى في مجال تخزين الطاقة عبر ابتكار بطارية ذرية تحول النفايات النووية إلى كهرباء.

وبالفعل، اختبر فريق علمي أميركي بطارية مستقبلية باستخدام نموذج أولي لأداة تعمل على تجميع الإشعاعات النووية لتوليد طاقة تكفي لتشغيل رقاقات إلكترونية.

وقد امتدحت البطاريات الذرية لأنها تنطوي على إمكانية توليد تدفق كهربائي لا ينقطع لعقود عدة، من دون الحاجة إلى إعادة الشحن أو الصيانة.

وتمثل الابتكار الذي أنجزه بحاثة من جامعة ولاية أوهايو، بصنع بطارية تستطيع تجميع الإشعاعات من نوع “غاما” من الوقود النووي المستنفد، وتحوله إلى ضوء بواسطة بلورات ومضية. وفي خطوة تالية، يتحول الضوء إلى كهرباء بواسطة الخلايا الشمسية.

وبحسب رايموند كاو، البروفيسور في هندسة الطيران والآلات الميكانيكية في جامعة ولاية أوهايو الذي قاد الفريق البحثي، “نحن نجمع ما يعتبر بطبيعته نفايات ونحاول تحويله إلى كنز”.

ولا تشتمل البطارية المبتكرة على مواد مشعة، ما يعني أنها مأمونة لمن يلمسها. وفي المقابل، إنها ليست مُعدَّة للاستعمال العام. وبالأحرى، ذكر البحاثة أن رؤيتهم تتمحور حول استعمالها ضمن أنظمة نووية مستخدمة في استكشاف الفضاء وأعماق البحار.

وتذكيراً، تقوم الصين أيضاً بتطوير التكنولوجيا نفسها، ضمن الخطة الخمسية الرابعة عشرة. وفي العام الماضي، أعلنت شركة “بيتا فولت” Betavolt، مقرها بكين، أنها تأمل في إنتاج موسع للبطاريات النووية المعدة لتطبيقات تجارية على غرار الهواتف الخلوية والمُسيّرات والأجهزة الطبية.

واستكمالاً، يصل حجم النموذج الأولي الذي بناه علماء ولاية أوهايو، إلى قرابة حجم مربع من السكر، ويستطيع انتاج 1.5 ميكروواط/ساعة من الطاقة. وفي المقابل، يتوقع أن تولد نسخاً أكبر حجماً كمية أكبر بكثير من الكهرباء.

واعتبر إبراهيم أوكسوز، الباحث المشارك في هندسة الطيران والآلات الميكانيكية في جامعة ولاية أوهايو، أن هذه النتائج “تمثل اختراقاً علمياً بالنسبة إلى مخرجات الطاقة. ولا تزال هذه العملية المكونة من خطوتين متتاليتين في مراحلها الأولية، ولكن الخطوة التالية تتضمن توليد قدر أكبر من الطاقة باستخدام هياكل قابلة للتوسع. إن مفهوم البطارية النووية واعد جداً. وهنالك مساحات كبيرة للتحسينات، لكني أؤمن بأنه في المستقبل ستشق هذه التقنية لنفسها فضاءً مهماً في مجالي إنتاج الطاقة وصناعة المجسات”.

وقد نشرت الدراسة التي تحتوي تفاصيل البطارية الذرية المشار إليها آنفاً، في مجلة “أوبتيكال ماتيريالز: إكس” Optical Materials: X، تحت عنوان “بطاريات نووية تستند إلى المواد الومضية والخاصية الفولطية الضوئية، وتستعمل لتوليد الطاقة على مستوى الميكروواط/ ساعة” Scintillator based nuclear photovoltaic batteries for power generation at microwatts level.