بطاريات من الماس تعمل مدى آلاف السنين

ابتكر العلماء طريقة فعالة لاستخدام النفايات النووية كمصدر للطاقة وتحويل الغاز المشع إلى ماس اصطناعي يمكن استخدامه كبطاريات.

ومن المحتمل أن يوفر هذا الماس القادر على توليد تياره الكهربائي الخاص به، مصدرا للطاقة لآلاف السنين ويرجع ذلك إلى المواد المشعة المصنوع منها.

وقال توم سكوت، عالم الكيمياء الحيوية من جامعة بريستول في بريطانيا: "لا يوجد هنالك أجزاء متحركة أو انبعاثات متولدة أو صيانة مطلوبة، حيث تمكنا من توليد الكهرباء بشكل مباشر وحسب. ويمكننا من خلال تغليف المواد المشعة داخل الماس تحويل النفايات النووية إلى بطارية تعمل بالطاقة النووية وتؤمن الطاقة النظيفة الطويلة الأجل".

وأثبت فريق سكوت حتى الآن القدرة على تصميم النموذج الأولي لبطارية الماس الذي يستخدم نظيرا غير مستقر من النيكل (nickel–63) كمصدر إشعاع.

ويصل "نصف عمر" (المدة اللازمة لتفكك نصف الفلز المشع) الـ (nickel–63) إلى نحو 100 سنة، ولكن يقول الباحثون إن هنالك مصدرا أفضل للعمل وتوفير حل لمخزون بريطانيا الهائل من النفايات النووية.

وقد أُنتج الجيل الأول من المفاعلات النووية Magnox في بريطانيا في الفترة ما بين الخمسينيات والسبعينيات، حيث تستخدم كتل الجرافيت للحفاظ على التفاعلات النووية، ولكن هذا الأسلوب كان مكلفا للغاية.

وتصبح كتل الجرافيت خلال هذه العملية مشعة وتولد نظائر الكربون غير المستقرة (carbon–14)، وبعد عقود من توليد الطاقة النووية أصبح هنالك عدد ضخم من النفايات، ما يقرب من 95 ألف طن من كتل الجرافيت التي تحتاج إلى تخزين آمن ومراقبة في أثناء إشعاعها.

يقول الباحث نيل فوكس: "تم اختيار مادة الكربون 14 كمصدر إشعاعات قصيرة المدى يتم امتصاصها بسرعة من قبل أي مادة صلبة. ولكن احتواء الماس للكربون في داخله سيجعل تسرب الإشعاع القصير المدى مستحيلا".

وأضاف موضحا: "في الحقيقة، يعتبر الماس أقسى المواد المعروفة للإنسان حيث يمكن استخدامه لتوفير المزيد من الحماية".

وقد شارك أعضاء فريق البحث في التحدث عن تفاصيل مشروعهم في محاضرة "Ideas to change the world" في جامعة بريستول خلال الأسبوع الماضي، ولكن لم ينشروا بحثهم حتى الآن. لذا علينا الانتظار لمعرفة كيف سيكون شكل بطاريات الكربون 14.

ووفقا للباحثين، فإن بطاريات الكربون 14 ستكون جيدة فقط لتطبيقات الطاقة المنخفضة.

وقال الباحث سكوت: "تحتوي بطارية الماس بيتا على 1 غرام من الكربون 14 وتطلق 15 جول (Joules) في اليوم الواحد، وسوف تستمر في إنتاج هذا المستوى من الطاقة لنحو 5730 سنة".

وأوضح سكوت أن استخدام بطاريات الماس هذه يمكن أن يكون في الأجهزة الكهربائية المنخفضة استهلاك الطاقة والتي تحتاج إلى مصدر طاقة طويل الأمد في آن، مثل أجهزة ضبط نبضات القلب والأقمار الصناعية والطائرات دون طيار على ارتفاعات عالية أو حتى المركبات الفضائية.

المصدر: ساينس اليرت