تُعد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الطاقة النووية شبه معدومة، إلا أنها تُسبب مشكلاتها الخاصة المتمثلة في النفايات المشعة. تقترح دراسة جديدة طريقة لإعادة استخدام هذه النفايات: تشغيل بطاريات الأجهزة الإلكترونية الدقيقة.
استخدم باحثون أشعة غاما المنبعثة من النفايات النووية لتوليد طاقة كافية لتشغيل الرقائق الدقيقة. يقتصر هذا النوع من الطاقة حاليًا على أجهزة استشعار صغيرة، لكن الفريق يتوقع توسيع نطاقه. يقول المهندس النووي ريموند كاو من جامعة ولاية أوهايو: «نجمع ما يُعد نفايات، ونحاول تحويله إلى كنز».
تُلبي الطاقة النووية حاليًا نحو 10% من احتياجات العالم من الطاقة، وهي بديل للوقود الأحفوري الذي اعتُمد عليه تقليديًا. إذا تمكن العلماء من الاستفادة من نفاياتها، فقد تُصبح خيارًا أكثر جاذبية.
إن البطاريات النووية -أجهزة تحول الاضمحلال الإشعاعي إلى كهرباء- قيد التطوير منذ عقود، إلا أن هذه التقنية لم تُصبح قابلة للتطبيق عمليًا بعد. تولد الطاقة على مرحلتين: أولًا تحويل بلورات الوميض الإشعاع إلى ضوء، ثم تحول الخلايا الشمسية هذا الضوء إلى كهرباء.
بلغ حجم النموذج الأولي للبطارية نحو 4 سنتيمترات مكعبة، ما يعادل 0.24 بوصة مكعبة. عند اختبارها باستخدام مصدرين مشعّين، السيزيوم 137 والكوبالت 60، وكلاهما من نواتج الانشطار النووي الشائعة، ولدت البطارية 288 نانوواط و1.5 ميكروواط على التوالي.
يقول إبراهيم أوكسوز، مهندس بجامعة ولاية أوهايو: «هذه نتائج ثورية من ناحية إنتاج الطاقة. ما تزال هذه العملية المُكوَّنة من خطوتين في مراحلها الأولى، تتضمن الخطوة التالية توليد واطات أكبر باستخدام هياكل قابلة للتوسع».
ستُستخدم هذه البطاريات بالقرب من المنشآت التي تنتج النفايات النووية، وليس من قِبل الجمهور، لكن يُتوقع استخدام أجهزة استشعار وشاشات تتطلب صيانة قليلة جدًا. يقول الباحثون إن البطارية نفسها ستكون آمنة للّمس ولا تُلوث محيطها، رغم وجود تساؤلات بشأن مدة استمرار مصدر الطاقة بعد تركيبه.
«إن متطلبات جودة الإشعاع لكل من المادة الوامضة والخلية الكهروضوئية مهمة، وينبغي أن تكون محورًا رئيسيًا للبحث من قِبل الباحثين الذين يعملون على هذا الموضوع».
يمكن استخدام هذه التقنية في أماكن أخرى تُوجد فيها أشعة غاما، مثل الفضاء. سيحتاج هذا النموذج الأولي إلى تحسينات كبيرة، لكن الباحثين واثقون من فعالية الفكرة الأساسية. توصَّل الفريق أيضًا إلى اكتشافات مهمة حول كيفية تأثير تكوين البلورات والخلايا الشمسية في معدلات التحويل والإنتاج، التي يمكن الاستفادة منها في أبحاث مستقبلية.
«إن مفهوم البطارية النووية واعد للغاية. ما زال هناك مجال كبير للتحسين، قد يحتل هذا النهج مكانة مهمة في المستقبل في كل من قطاع إنتاج الطاقة وصناعة أجهزة الاستشعار».
اقرأ أيضًا:
شركة بريطانية تبدأ باستخراج الذهب من النفايات الإلكترونية في خطوة
علماء يخططون لإعادة تدوير النفايات النووية نحو عناصر أرضية نادرة
ترجمة: محمد الشرقاوي
تدقيق: نور حمود
ملحوظة: مضمون هذا الخبر تم كتابته بواسطة انا اصدق العلم ولا يعبر عن وجهة نظر مصر اليوم وانما تم نقله بمحتواه كما هو من انا اصدق العلم ونحن غير مسئولين عن محتوى الخبر والعهدة علي المصدر السابق ذكرة.
