نجح فريق من العلماء في ابتكار نموذج أولي لبطارية نووية صغيرة تعمل بالكربون المشع، قادرة على تشغيل الأجهزة لعقود طويلة، وربما مدى حياة المستخدم، دون الحاجة إلى إعادة الشحن.
تعد هذه التقنية نقلة نوعية في عالم الطاقة، حيث يمكن أن تسهم في تطوير الأجهزة الطبية، مثل منظمات ضربات القلب، مما يلغي الحاجة إلى عمليات الاستبدال الجراحية المتكررة.
حاليًا، تعتمد الأجهزة المحمولة، مثل الهواتف الذكية، على بطاريات الليثيوم أيون، التي تتطلب إعادة الشحن بعد ساعات أو أيام من الاستخدام، كما أن تعدين الليثيوم يشكل عبئًا بيئيًا كبيرًا بسبب استهلاكه المكثف للطاقة والمياه. ومع وصول أداء بطاريات الليثيوم أيون إلى أقصى حدوده، يسعى العلماء إلى تطوير بدائل نووية آمنة لا تحتاج إلى شحن متكرر.
وأوضح سو إيل إن، الباحث الرئيسي في معهد Daegu Gyeongbuk للعلوم والتكنولوجيا بكوريا الجنوبية، أن البطاريات النووية تعتمد على جسيمات عالية الطاقة تصدرها مواد مشعة آمنة، يتم احتواء إشعاعاتها بمواد خاصة، مما يجعلها خيارًا واعدًا.
وتُعد بطاريات بيتا الفولتية، التي تعمل بواسطة أشعة بيتا – وهي إلكترونات عالية السرعة – خيارًا آمنًا، حيث يمكن احتواء إشعاعاتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم.
وفي دراسة قُدمت خلال اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية، استعرض الفريق نموذجًا أوليًا لبطارية تعتمد على الكربون-14، وهو نظير مشع يُصدر فقط أشعة بيتا، مما يجعله أكثر أمانًا من غيره من المصادر المشعة. كما أن الكربون-14 متوفر بسهولة، حيث يُستخرج كناتج ثانوي من محطات الطاقة النووية.
تعمل هذه البطارية عبر تصادم الإلكترونات المنبعثة من الكربون المشع مع شبه موصل من ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يؤدي إلى تدفق مستمر للإلكترونات عبر دائرة كهربائية خارجية، وبالتالي توليد الكهرباء. وبفضل معدل التحلل البطيء للكربون المشع، يُتوقع أن تدوم هذه البطارية مدى الحياة من الناحية النظرية.
وأشار الدكتور سو إيل إلى أن هذا الابتكار يمكن أن يكون ثورة في عالم الأجهزة الطبية، حيث قال: 'يمكننا الآن دمج الطاقة النووية الآمنة في أجهزة صغيرة بحجم الإصبع، مما يفتح آفاقًا جديدة في المجال الطبي'.
نجح فريق من العلماء في ابتكار نموذج أولي لبطارية نووية صغيرة تعمل بالكربون المشع، قادرة على تشغيل الأجهزة لعقود طويلة، وربما مدى حياة المستخدم، دون الحاجة إلى إعادة الشحن.
تعد هذه التقنية نقلة نوعية في عالم الطاقة، حيث يمكن أن تسهم في تطوير الأجهزة الطبية، مثل منظمات ضربات القلب، مما يلغي الحاجة إلى عمليات الاستبدال الجراحية المتكررة.
حاليًا، تعتمد الأجهزة المحمولة، مثل الهواتف الذكية، على بطاريات الليثيوم أيون، التي تتطلب إعادة الشحن بعد ساعات أو أيام من الاستخدام، كما أن تعدين الليثيوم يشكل عبئًا بيئيًا كبيرًا بسبب استهلاكه المكثف للطاقة والمياه. ومع وصول أداء بطاريات الليثيوم أيون إلى أقصى حدوده، يسعى العلماء إلى تطوير بدائل نووية آمنة لا تحتاج إلى شحن متكرر.
وأوضح سو إيل إن، الباحث الرئيسي في معهد Daegu Gyeongbuk للعلوم والتكنولوجيا بكوريا الجنوبية، أن البطاريات النووية تعتمد على جسيمات عالية الطاقة تصدرها مواد مشعة آمنة، يتم احتواء إشعاعاتها بمواد خاصة، مما يجعلها خيارًا واعدًا.
وتُعد بطاريات بيتا الفولتية، التي تعمل بواسطة أشعة بيتا – وهي إلكترونات عالية السرعة – خيارًا آمنًا، حيث يمكن احتواء إشعاعاتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم.
وفي دراسة قُدمت خلال اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية، استعرض الفريق نموذجًا أوليًا لبطارية تعتمد على الكربون-14، وهو نظير مشع يُصدر فقط أشعة بيتا، مما يجعله أكثر أمانًا من غيره من المصادر المشعة. كما أن الكربون-14 متوفر بسهولة، حيث يُستخرج كناتج ثانوي من محطات الطاقة النووية.
تعمل هذه البطارية عبر تصادم الإلكترونات المنبعثة من الكربون المشع مع شبه موصل من ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يؤدي إلى تدفق مستمر للإلكترونات عبر دائرة كهربائية خارجية، وبالتالي توليد الكهرباء. وبفضل معدل التحلل البطيء للكربون المشع، يُتوقع أن تدوم هذه البطارية مدى الحياة من الناحية النظرية.
وأشار الدكتور سو إيل إلى أن هذا الابتكار يمكن أن يكون ثورة في عالم الأجهزة الطبية، حيث قال: 'يمكننا الآن دمج الطاقة النووية الآمنة في أجهزة صغيرة بحجم الإصبع، مما يفتح آفاقًا جديدة في المجال الطبي'.
نجح فريق من العلماء في ابتكار نموذج أولي لبطارية نووية صغيرة تعمل بالكربون المشع، قادرة على تشغيل الأجهزة لعقود طويلة، وربما مدى حياة المستخدم، دون الحاجة إلى إعادة الشحن.
تعد هذه التقنية نقلة نوعية في عالم الطاقة، حيث يمكن أن تسهم في تطوير الأجهزة الطبية، مثل منظمات ضربات القلب، مما يلغي الحاجة إلى عمليات الاستبدال الجراحية المتكررة.
حاليًا، تعتمد الأجهزة المحمولة، مثل الهواتف الذكية، على بطاريات الليثيوم أيون، التي تتطلب إعادة الشحن بعد ساعات أو أيام من الاستخدام، كما أن تعدين الليثيوم يشكل عبئًا بيئيًا كبيرًا بسبب استهلاكه المكثف للطاقة والمياه. ومع وصول أداء بطاريات الليثيوم أيون إلى أقصى حدوده، يسعى العلماء إلى تطوير بدائل نووية آمنة لا تحتاج إلى شحن متكرر.
وأوضح سو إيل إن، الباحث الرئيسي في معهد Daegu Gyeongbuk للعلوم والتكنولوجيا بكوريا الجنوبية، أن البطاريات النووية تعتمد على جسيمات عالية الطاقة تصدرها مواد مشعة آمنة، يتم احتواء إشعاعاتها بمواد خاصة، مما يجعلها خيارًا واعدًا.
وتُعد بطاريات بيتا الفولتية، التي تعمل بواسطة أشعة بيتا – وهي إلكترونات عالية السرعة – خيارًا آمنًا، حيث يمكن احتواء إشعاعاتها بطبقة رقيقة من الألمنيوم.
وفي دراسة قُدمت خلال اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية، استعرض الفريق نموذجًا أوليًا لبطارية تعتمد على الكربون-14، وهو نظير مشع يُصدر فقط أشعة بيتا، مما يجعله أكثر أمانًا من غيره من المصادر المشعة. كما أن الكربون-14 متوفر بسهولة، حيث يُستخرج كناتج ثانوي من محطات الطاقة النووية.
تعمل هذه البطارية عبر تصادم الإلكترونات المنبعثة من الكربون المشع مع شبه موصل من ثاني أكسيد التيتانيوم، مما يؤدي إلى تدفق مستمر للإلكترونات عبر دائرة كهربائية خارجية، وبالتالي توليد الكهرباء. وبفضل معدل التحلل البطيء للكربون المشع، يُتوقع أن تدوم هذه البطارية مدى الحياة من الناحية النظرية.
وأشار الدكتور سو إيل إلى أن هذا الابتكار يمكن أن يكون ثورة في عالم الأجهزة الطبية، حيث قال: 'يمكننا الآن دمج الطاقة النووية الآمنة في أجهزة صغيرة بحجم الإصبع، مما يفتح آفاقًا جديدة في المجال الطبي'.
التعليقات
ثورة في عالم الطاقة .. تطوير بطارية نووية قد تدوم مدى الحياة
التعليقات