ترجم بواسطة:
رغد الخضير
دقق بواسطة:
صهيب أشرف
تم تطوير تقنية جديدة تقوم باستخدام النفايات النووية لإنتاج الكهرباء بواسطة بطاريات تعمل بالطاقة النووية، ولقد قام فريق من الفيزيائيين والكيميائيين من جامعة بريستول بإنتاج ألماس من صنع البشر يمكنه إنتاج تيار كهربائي صغير عند وضعه في مجال إشعاعي.
هذا التطور من شأنه أن يحل بعض مشاكل حول النفايات النووية، وتوليد الكهرباء النظيفة وكذلك حول أعمار البطاريات. فهذه الطريقة المبتكرة للطاقة المشعة تم تقديمها في المحاضرة السنوية في معهد كابوت أفكار لتغيير العالم في يوم الجمعة ٢٥ نوفمبر ٢٠١٦.
بعكس غالبية تقنيات توليد الكهرباء والتي تستخدم الطاقة لتحريك مغناطيس داخل ملف من الأسلاك لتوليد تيار كهربائي، الألماسة التي من صنع البشر قادرة على إنتاج شحنة ببساطة بواسطة وضعها بمكان قريب نسبيا من مصدر مشع.
توم سكوت Tom Scott – البروفيسور في علم المواد في مركز تحليل السطوح في الجامعة و العضو في معهد كابوت – قال : “لا يتوجب وجود أجزاء متحركة، أو انبعاثات متولدة، ولا صيانة لازمة، فقط توليد مباشر للكهرباء بواسطة تغليف مواد مشعة داخل الألماس، نحول مشكلة النفايات النووية طويلة المدى إلى بطاريات تعمل بالطاقة النووية وذخيرة طويلة الأجل من الطاقة النظيفة”.
لقد شرح الفريق نموذج أولي لبطارية الألماس باستخدام نيكل 63-كمصدر مشع, ومع ذلك فإن الفريق الآن يعمل على تطوير الكفاءة بشكل كلي عبر استخدام عنصر كربون 14- (النظير المشع من الكربون)، والذي يتم إنتاجه في كتل من الجرافيت تستخدم لتنظيم التفاعلات في محطات الطاقة النووية.
أظهر بحث بواسطة أكاديميين في جامعة بريستول أن كربون 14- المشع متركز على سطح كتل الجرافيت هذه، جاعلا من الممكن معالجتها لإزالة الكثير من المواد المشعة الأخرى الموجودة, بعد ذلك يتم دمج كربون 14- المستخرج مع ألماسة لإنتاج بطارية تعمل بالطاقة النووية. تملك المملكة المتحدة حاليا ما يقارب 95000 طن من كتل الجرافيت وبواسطة استخراج كربون14-منهاينخفض نشاطها الإشعاعي، مقللاً بذلك التكلفة و التحدي المتمثل في تخزين النفايات النووية بأمان.
كما يقول د.نيل فوكس من قسم الكيمياء مفسرا :تم اختيار عنصر كربون14-كمصدر لأنه يبعث أشعة قصيرة المدى، والتي يتم امتصاصها بسرعة بواسطة أي مادة صلبة, هذه الخاصية تجعل من الخطر لمسه (كربون14- ،( مباشرةً، ولكن عند تغليفه بالألماس بأمان، لا يمكن لأي قدرٍ من الأشعة الانبعاث, في الحقيقةإن الألماس هو أقسى المواد التي عرفها البشر، لذلكلا توجد أي مادة أخرى بإمكانها توفير الحماية الكافية مثلما يفعل الألماس.
بالرغم من القدرة المنخفضة لبطاريات الألماس مقارنة بتقنيات البطاريات الحالية، فإن عمر بطاريات الألماس الطويل قد يحدث ثورة بشأن القدرة للأجهزة على المدى الطويل. إن الكمية الفعلية لـكربون14-في كل بطارية لم يتم تحديدها حتى الآن، إلا أن بطارية واحدةتحوي ١ غرام من كربون14-يمكنها إيصال15جول في اليوم، وهذا أقل من أي بطارية. بطاريات AA القلوية الأساسية قد تم تصميمها للشحن خلال فترة زمنية قصيرة, بطارية واحدة تزن حوالي 20 غرام تحمل طاقة مخزنة بمعدل 70جول/غرام , فإذا ما تم تشغيلها بشكل متواصل فإنها ستنفد خلال 24 ساعة. باستخدام كربون14-ستحتاج البطارية 5730سنة كي تصل إلى 50%من القدرة الأساسية، والذي يعادل الفترة الزمنية التي بدأت منها الحضارة الإنسانية حتى الآن.
وقد أضاف بروفيسور سكوت”: أن هذه البطاريات ستستخدم في حالات يكون فيها من غير الممكن شحن أو تغيير البطاريات التقليدية. التطبيقات المتوقعة ستكون في الأجهزة الإلكترونية منخفضة القدرة والتي يكون فيها العمر الطويل مطلبًا أساسيا، مثل أجهزة ضبط نبضات القلب، الأقمار الصناعية، الطائرات الذاتية عالية الارتفاع، وحتى المركبات الفضائية، ويوجد العديد من الاستخدامات الممكنة لذا فنحن نطلب من العامة أن يأتوا باقتراحات للانتفاع من هذه التقنية باستخدام بطاريات الألماس”.
ترجمة: رغد الخضير
_Twitter: @RaghadAK
مراجعة: صهيب أشرف
Twitter: @shm1413
المصدر:
اترك تعليقاً