بطارية الماس يمكنها تشغيل الأجهزة آلاف السنين

كتب – باسل يوسف:

يقول العلماء إن أول بطارية تعمل بالطاقة النووية في العالم، التي تستخدم نظيرًا مشعًا مدمجًا في الماس، يمكنها تشغيل أجهزة صغيرة لآلاف السنين.

أوضح العلماء في جامعة بريستول في المملكة المتحدة أن البطارية النووية تستخدم تفاعل الماس الموضوع بالقرب من مصدر مشع لإنتاج الكهرباء تلقائيًا. لا توجد حركة – لا خطية ولا دورانية – مطلوبة. وهذا يعني عدم الحاجة إلى طاقة لتحريك مغناطيس عبر ملف أو تدوير محرك داخل مجال مغناطيسي لإنتاج تيار كهربائي، كما هو مطلوب في مصادر الطاقة التقليدية.

قال العلماء إن بطارية الماس تحصد الإلكترونات سريعة الحركة التي تثيرها الإشعاعات، على غرار الطريقة التي تستخدم بها الطاقة الشمسية الخلايا الكهروضوئية لتحويل الفوتونات إلى كهرباء.

في عام 2017، أظهر علماء من نفس الجامعة لأول مرة نموذجًا أوليًا لبطارية الماس التي استخدمت النيكل 63 كمصدر إشعاعي. في المشروع الجديد، طور الفريق بطارية مصنوعة من نظائر الكربون 14 المشعة المضمنة في الماس المصنّع.

اختار الباحثون الكربون 14 كمصدر للمواد لأنه ينبعث منه إشعاع قصير المدى، يمتصه بسرعة أي مادة صلبة – ما يعني أنه لا توجد مخاوف بشأن الضرر الناجم عن الإشعاع. على الرغم من أن الكربون 14 قد يكون خطيرًا عند تناوله أو لمسه باليدين العاريتين، فإن الماس الذي يحمله يمنع أي إشعاع قصير المدى من الهروب.

قال نيل فوكس، أستاذ مواد الطاقة في جامعة بريستول، في البيان: “الماس هو أصعب مادة معروفة للإنسان؛ لا يوجد حرفيًا أي شيء يمكننا استخدامه يمكن أن يوفر المزيد من الحماية”.

يوجد الكربون 14 بشكل طبيعي، لكنه يتولد بكميات وفيرة في كتل الجرافيت المستخدمة للتحكم في محطات الطاقة النووية. وجد الباحثون أن النمط المتماثل مركّز على سطح هذه الكتل.

بطارية واحدة من الماس النووي تحتوي على (1 جرام) من الكربون-14 يمكن أن توفر 15 جول من الكهرباء يوميًا. للمقارنة، فإن بطارية AA القلوية القياسية، التي تزن حوالي (20 جرامًا)، لديها تصنيف تخزين الطاقة 700 جول لكل جرام. إنها توفر طاقة أكبر مما توفره بطارية الماس النووي في الأمد القريب، لكنها ستستنفد في غضون 24 ساعة.

وعلى النقيض من ذلك، فإن عمر النصف للكربون-14 هو 5730 عامًا، ما يعني أن البطارية ستستغرق كل هذا الوقت حتى تستنفد 50٪ من طاقتها. وهذا قريب من عمر أقدم حضارة في العالم. كنقطة مقارنة أخرى، فإن مركبة فضائية تعمل ببطارية من الماس النووي ستصل إلى ألفا سنتوري – أقرب جار نجمي إلينا، والذي يبعد حوالي 4.4 سنة ضوئية عن الأرض – قبل وقت طويل من استنفاد طاقتها بشكل كبير.

وقال العلماء إن البطارية يمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك الإلكترونيات والأجهزة الطبية والسفر إلى الفضاء. وتشمل الاستخدامات المحددة أجهزة الأشعة السينية والأجهزة الطبية التي تحتاج إلى العمل لفترة طويلة ولكنها تتطلب طاقة منخفضة، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، والأجهزة التي تعمل في بيئات صعبة وخطيرة، مثل آلات النفط والغاز في قاع البحر. ويمكن أيضًا جعل البطارية صغيرة بما يكفي لتشغيل علامات التردد اللاسلكي لتحديد وتتبع الأجهزة والحمولات على الأرض أو في الفضاء.

البطارية، التي بُنيت على منصة ترسيب البلازما بالقرب من أبينجدون، أوكسفوردشاير، في المملكة المتحدة من قبل فريق من جامعة بريستول وهيئة الطاقة الذرية في المملكة المتحدة (UKAEA)، ليس لها أجزاء متحركة وبالتالي لا تتطلب صيانة، ولا تنتج أي انبعاثات كربونية.

المصدر: live scienc

اقرأ أيضا:

أعظم 10 أدوية في التاريخ.. قصص ملهمة

قد يعجبك أيضًأ