بطارية نووية يمكنها العمل 100 عام دون شحن.. ما قصتها ؟
تاريخ النشر: 17th, March 2025 GMT
ولدى البطارية النووية الجديدة القدرة على تشغيل أجهزة لمدة تصل إلى آلاف السنين؛ ما يجعلها مصدر طاقة طويل الأمد.
وعلى الرغم من أن العمر التشغيلي للبطارية مُصمم ليبلغ 50 عامًا؛ فإنه قد يدوم لأكثر من 100 عام في ظل الظروف القاسية مثل أعماق البحار والمناطق القطبية. وتستغل البطارية النظير المشع، الكربون 14، المعروف بالكربون المشع، لتوليد مستويات منخفضة من الكهرباء.
وتقترن البطارية النووية بالعديد من التطبيقات المُبتكرة؛ بما في ذلك الأجهزة الطبية، مثل غرسات العين، وأجهزة السمع، وأجهزة تنظيم ضربات القلب؛ ما يُقلل الحاجة إلى استبدالها ويُخفف العبء على المرضى.
إنجاز صيني كبير
طوّر باحثون صينيون بطارية نووية من الكربون 14 المشع مغلفة في رقائق إلكترونية من كربيد السيليكون؛ ما يجعلها إنجازًا كبيرًا في تقنية البطاريات النووية.
ويُدعى النموذج الأولى من البطارية النووية التي تحمل اسم كاندل دراغون وان (Candle Dragon One) والمطورة بوساطة بيتا فارماتيك شركة (Beita Pharmatech) ومقرها جيانغسو الصينية بالتعاون مع جامعة نورث ويست نورمال، ويَعِد بعُمْر تشغيلي تصل إلى آلاف السنين.
وخضعت العينة الهندسية للبطارية لاختبارات مستمرة لمدة 4 أشهر في معمل النظائر المشعة في بيتا فارماتيك؛ ما أكمل بنجاح 35 ألف ومضة من ضوء ليد (LED).
وأدمج الباحثون كذلك البطارية في أجهزة تخزين الكهرباء بهدف تشغيل رقائق البلوتوث آر إف؛ ما ينقل الإشارات ويستقبلها بنجاح.
كثافة طاقة عالية وتصميم خالٍ من الإشعاع تستغل أول بطارية نووية في الصين البنية المركّبة التي تجمع بين نظائر الكربون سي 14 المشع وكربيد السيليكون؛ ويضمن تغليف مصدر الكربون 14 داخل كربيد السيليكون امتصاصًا كاملًا للإشعاع المنبعث؛ ما يزيل مخاطر التسرب ويضمن التشغيل الآمن.
وتوضح الاختبارات التي أجرتها معاهد هيفاي للعلوم الفيزيائية، وهي جزء من الأكاديمية الصينية للعلوم، كفاءةً في تحويل الطاقة تتجاوز 8%، وكثافة طاقة تصل إلى 2.2 واط/غرام، ما يعادل 10 مرات من بطاريات الليثيوم أيون السائدة.
وتُنتج البطارية تيارًا كهربائيًا 282 نانو أمبير، وجهد دائرة مفتوحة 2.1 فولت، وطاقة خرج قصوى قدرها 433 نانو واط، وفق أرقام طالعتها منصة الطاقة المتخصصة.
ونظرًا لمتوسط عمر الكربون 14 المشع البالغ 5700 عام، تُوفر البطارية نظريًا مصدر طاقة يستمر آلاف السنين.
قال نائب رئيس شركة بيتا فارماتيك ومدير البحث والتطوير بالشركة كاي دينغلونغ، إن البطارية النووية تعمل في نطاق درجات حرارة قصوى تتراوح من سالب 100 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية، مع معدل تدهور في الأداء أقل من 5% على مدى عمر التصميم البالغ 50 عامًا.
وتَعِد التقنية الجديدة بإمكانات كبيرة في العديد من القطاعات، بما في ذلك:
الغرسات الطبية:
تقدم مصدر طاقة دائمًا لواجهات الدماغ والحاسوب، وأجهزة تنظيم ضربات القلب، وغيرها من الأجهزة الأخرى القابلة للزرع.
إنترنت الأشياء والأنظمة الذكية:
دعم شبكات الاستشعار واسعة النطاق والأنظمة الذكية الموزعة. البيئات القاسية: تمكن حلول الطاقة في أنشطة الاستكشاف المنفذة في أعماق الحار، والبعثات القطبية، والمهام المنفذة على سطح القمر والمريخ.
استكشافات الفضاء: استدامة الطاقة على المدى الطويل للمسبارات دون صيانة.
وقال الرئيس التنفيذي لشركة بيتا فارماتيك الدكتور لي غانغ: "تمثل تقنية البطاريات النووية بيتا الفولتية الجيل التالي من حلول الطاقة الدقيقة؛ ما يقود التحول في التصنيع المتطور والأمن القومي والتطبيقات الفضائية".
على الرغم من أن طول العمر التشغيلي للبطارية يجعل إنتاج الطاقة الحالية المقدرة بالميكروواط البطارية مقصور على تطبيقات صغيرة النطاق، وفق معلومات اطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
ويقر الباحثون بأن إدخال تحسينات إضافية في كثافة الطاقة وكفاءتها سيكون ضروريًا لاستغلال مقوماتها التجارية الكاملة. وتحول البطاريات النووية المعروفة كذلك ببطاريات النظائر المشعة، طاقة النظائر المشعة إلى طاقة كهربائية عبر الآليات المختلفة.
وفي شهر ديسمبر/كانون الأول الماضي قال العلماء والمهندسون من هيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة "يو كيه إيه إي إيه" وجامعة بريستول إنهم قد نجحوا في تصنيع أول بطارية ألماس من الكربون المشع في العالم.
وتعمل البطارية بشكل مشابه للألواح الشمسية، التي تحول الضوء إلى كهرباء، ولكن بدلًا من استعمال جزيئات الضوء (الفوتونات)، فإنها تلتقط الإلكترونات سريعة الحركة من داخل بنية الماس.
وعلى الرغم من أن التقدم في تلك التقنية يقتصر حاليًا على تطبيقات محددة؛ فإنها قد تعيد رسم مستقبل حلول تخزين الطاقة
المصدر: مأرب برس
كلمات دلالية: البطاریة النوویة الکربون 14
إقرأ أيضاً:
الكارثة أقرب مما نظن!.. 3 سنوات فقط تفصلنا عن نفاد رصيد الكربون العالمي!
إنجلترا – كشف تقرير جديد أنه لم يتبق للعالم سوى 130 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في “الرصيد الكربوني” المتبقية قبل تجاوز عتبة 1.5 درجة مئوية من الاحترار العالمي.
وتكمن الخطورة في أن معدل الانبعاثات الحالي، الذي يبلغ نحو 53 مليار طن سنويا، يعني أننا سنستهلك هذا الرصيد المتبقي خلال 3 سنوات فقط، ما يضع البشرية على حافة الهاوية المناخية.
وتأتي هذه الأرقام الصادمة في الوقت الذي سجل فيه عام 2024 ارتفاعا “غير مسبوق” في درجات الحرارة بلغ 1.52 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية.
ويكشف التحليل الدقيق أن 1.36 درجة من هذا الارتفاع تعود مباشرة إلى الأنشطة البشرية (بنسبة 89%)، بينما لا تتجاوز المساهمة الطبيعية 0.16 درجة فقط.
ورغم أن تجاوز عتبة 1.5 درجة لسنة واحدة لا يعني انتهاك اتفاق باريس رسميا، إلا أنه جرس إنذار صارخ بأننا نقترب بسرعة من نقطة اللاعودة.
ويقول التقرير إن رصيد الكربون المتبقي لتجنب احترار بـ1.6 أو 1.7 درجة مئوية قد يستهلك في غضون 9 سنوات فقط.
ويوضح البروفيسور جويري روجليج، عالم المناخ في إمبريال كوليدج لندن وأحد معدي التقرير، أن “الاحترار العالمي الذي نشهده يتحدد أساسا بالكمية الإجمالية لثاني أكسيد الكربون التي يطلقها البشر في الغلاف الجوي”. ويضيف بأن “كل تأخير في خفض الانبعاثات يضاعف الأزمة، حيث أن السنوات العشر المقبلة ستكون حاسمة في تحديد مدى سرعة وصولنا إلى عتبة 1.5 درجة مئوية”.
وتظهر الدراسة التي شارك في إعدادها 60 عالما من مختلف التخصصات، تسارعا مثيرا للقلق في معدلات الاحترار. فبينما كان معدل الارتفاع في درجات الحرارة أثناء الخروج من العصر الجليدي الأخير (أحد أسرع فترات الاحترار الطبيعي في تاريخ الأرض) لا يتجاوز 0.02 درجة مئوية لكل عقد، فإن المعدل الحالي بلغ 1.22 درجة مئوية لكل عقد، أي أعلى بـ 60 ضعفا.
وهذا التسارع الكارثي يترك آثاره المدمرة بالفعل على النظم البيئية العالمية، خاصة في المحيطات التي تمتص وحدها 91% من الحرارة الزائدة.
وتحذر الدكتورة إيمي سلانجن من المعهد الملكي الهولندي لأبحاث البحار من أن “ارتفاع مستوى سطح البحر بمقدار 228 ملم منذ 1900، رغم أنه يبدو رقما صغيرا، إلا أنه يتسبب في تأثيرات غير متناسبة، من زيادة تآكل السواحل إلى تفاقم قوة العواصف المدارية”. وتؤكد أن “بطء استجابة المحيطات للتغير المناخي يعني أننا قد حكمنا بالفعل على الأجيال المقبلة بمزيد من الارتفاع في مستويات البحار لعدة عقود قادمة”.
وفي مواجهة هذه الحقائق القاسية، يصر العلماء على أن خفض الانبعاثات بشكل عاجل وجذري يبقى الحل الوحيد لتجنب السيناريو الأسوأ. فكل عام من التأخير في اتخاذ إجراءات حاسمة يقربنا أكثر من تجاوز عتبات الاحترار التي قد تؤدي إلى كوارث لا رجعة فيها. كما أن التباطؤ في تنفيذ الحلول قد يعني أننا سنضطر مستقبلا إلى الاعتماد على تقنيات إزالة الكربون من الغلاف الجوي، التي ما زالت غير مجربة على النطاق المطلوب، لتعويض الانبعاثات الزائدة.
وبالنظر إلى هذا التقرير فإنه يبدو أن أمام البشرية فرصة ضيقة جدا لإنقاذ ما يمكن إنقاذه. فإما أن نتحرك الآن وبقوة، أو نستعد لعواقب مناخية ستغير وجه العالم كما نعرفه.
المصدر: ديلي ميل
بالتعاون مع الملحن أحمد زعيم.. آدم البنا يطرح أغنية بتاع الصبر