بطارية جديدة تعمل على النفايات النووية!

طور باحثون من جامعة ولاية أوهايو بطاريةً تستمد طاقتها من النفايات النووية، في ابتكار يستحضر صورة غودزيلا، الوحش العملاق الذي يتغذى على الإشعاع.

الطاقة النووية ذات حدين؛ فهي تسهم بنحو 20% من إنتاج الكهرباء في الولايات المتحدة، وتحد من انبعاثات الكربون، لكنها تخلف نفايات مشعة بالغة الخطورة، قد تهدد البيئة والحياة لآلاف السنين وربما لعشرات آلاف السنين في بعض مكوناتها، فماذا لو أمكن تسخير هذه النفايات لتوليد الطاقة؟

تعتمد البطارية المطورة، التي لا يتجاوز حجمها 4 سنتيمترات مكعبة، على تحويل الطاقة النووية إلى كهرباء بواسطة انبعاث الضوء، وهي آمنة للمس لأنها تستمد طاقتها من المواد المشعة ولا تحويها.

يعتمد هذا الابتكار على امتصاص إشعاع غاما المؤين عبر بلورات الومض، التي تحوله إلى ضوء، ثم تُحوله الخلايا الشمسية إلى كهرباء، ويُتوقع أن يكون لهذا الابتكار دور في تشغيل الإلكترونيات الدقيقة، مثل المستشعرات والرقائق الإلكترونية.

علق ريموند كاو، أستاذ الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء ومدير مختبر المفاعل النووي بجامعة أوهايو: «إننا نحول ما يُعد نفايةً إلى كنز، مستفيدين من طبيعته ذاتها».

اختُبرت البطارية باستخدام السيزيوم-137 والكوبالت-60، وهما من أشهر المخلفات المشعة، فولدت 288 نانو واط عند استخدام السيزيوم د-137، وهو مقدار ضئيل قد يكفي لتشغيل التلفاز في وضع الاستعداد، وقد ارتفع الإنتاج إلى 1.5 ميكرو واط عند استخدام الكوبالت-60، ما يكفي لتشغيل مستشعر صغير.

يرجح الباحثون أن زيادة إنتاج الطاقة ترتبط بحجم بلورة الومض وشكلها، إذ تمتص البلورات الأكبر كميات إشعاع أكبر، ما يزيد من كمية الضوء المحول إلى كهرباء.

تعجز هذه البطاريات عن تشغيل المنازل؛ إذ يتطلب ذلك طاقةً تفوق الكيلوواط، إلا أنها قد تُستخدم على نطاق أوسع لتولد طاقة تتجاوز الواط، ما يتيح استخدامها في أماكن إنتاج النفايات النووية، أو في التطبيقات الفضائية وأعماق البحار حيث مستوى الإشعاع مرتفع.

ومع قدرتها على العمل في البيئات المشعة دون تلويثها أو الحاجة إلى صيانة متكررة، تظل العقبة الأبرز هي كلفة التصنيع، ما يستدعي مزيدًا من الأبحاث لضبط كفاءتها وتحديد عمرها التشغيلي.

وصف الباحث إبراهيم أقصوز، أحد المشاركين في الدراسة، هذا الابتكار بأنه واعد، وأكد وجود مجال واسع للتحسن، وسيكون لهذا النهج شأن كبير في مستقبل الطاقة والاستشعار.