العلماء الروس يخزنون طاقة أكبر في نموذج أولي لبطارية نووية تأليف: مايكل ارفينج ترجمة: إبراهيم عبدالله العلو
# سفيربرس
تخيل استبدال البطاريات في جهاز ما مرة كل عشر سنوات أو حتى مرة كل قرن. ربما تمكننا البطاريات النووية من فعل ذلك في يوم من الأيام ولكن كثافتها من الطاقة حاليا لا تزال منخفضة بشكل يحول دون استخدامها من الناحية العملية.
قام البحاثة الروس بتطوير بطارية نووية جديدة اعتمادا على النيكل 63 الذي يمتلك طاقة محددة أكثر من البطاريات المتوفرة على المستوى التجاري.
تحصل الطاقة النووية على سمعة سيئة لإن أي مادة نووية تفلت من الحجز قد تبقى في البيئة لعقود أو حتى قرون. ولكن تللك الإستدامة بنفس المعيار قد توجه لتحرير الطاقة ببطء إذا تم إحتوائها بالشكل اللائق .
تعمل بعض البطاريات النووية وفق عملية تعرف بإسم البتافولاتيك. يتحلل المصدر المشع داخل الجهاز ببطء ويصدر جزيئات بيتا (الكترونات وبوزيترونات) وعندما تتفاعل تلك مع سطح نصف ناقل تستطيع توليد تيار كهربائي. قد تولد مثل تلك الأنواع من البطاريات طاقة مستمرة على مدى فترات زمنية طويلة ولكن كثافتها المنخفضة من الطاقة تعني ان الطاقة تنسرب ببطء.
تعتبر مثل تلك البطاريات قيمة الإستخدام في المناطق التي يتعذر فيها استبدال البطارية مثل المركبات الفضائية او الأجهزة المزروعة في الجسم مثل أجهزة ضبط نبضات القلب.
رأئينا خلال السنوات القليلة ا لماضية البطاريات النووية المعتمدة على السترونتيوم التي تفصل جزئيات الماء لتوليد الكهرباء وبطارية نانوتريتيوم التي تعمر 20 سنة.
يستخدم التصميم الجديد الذي طوره البحاثة في معهد موسكو للفيزياء والتقنية والمعهد التقني لمواد الكربون العالية الصلابة والجامعة الوطنية للعلم والتقنية النظير المشع النيكل 63 الذي يمتلك نصف عمر يزيد عن 100 سنة.
وطور التصميم مخططا جديدا يحسن من كثافة الطاقة في البطارية .
حدد البحاثة ان سطوح النيكل 63 ستكون أكثر فعالية عند سماكة 2 ميكرون إذا أدخلت هذه المواد المشعة بين ديودات من الألماس بسماكة 10 ميكرون.
احتوى النموذج الأولي من هذه البطارية النووية على 200 من محولات الطاقة وانتج طاقة تعادل ا ميكروواط. كانت كثافة الطاقة تعادل 10 ميكروواط للسنتيمتر المكعب وهو ما يكفي لتشغيل جهاز لضبط نبضات القلب.
وإذا أخذنا بعين الإعتبار أن نصف عمر النيكل 63 يبلغ 100 عام فإن هذه البطارية تقدم 3300 مليواط ساعي لكل غرام والذي يقول الفريق إنه أعلى بعشرة أضعاف من البطاريات الكهروكيماوية التقليدية.
كما طور الفريق طريقة طريقة فعالة لانتاج طبقات الالماس الرقيقة بأدنى الخسائر.
لا يزال انتاج النيكل 63 على المستوى التجاري صعبا في الوقت الراهن ولكن الفريق يعتقد أن إنتاج المادة على المستوى الصناعي قد يحدث خلال العقد القادم من الزمن.
يسعى الفريق للإستمرار في تحسين تصميم البطارية النووية وحدد طرقا جديدة لتعزيز طاقتها من خلال تخصيب النيكل 63 وتغيير بنية المحولات الماسية وتوسيع مساحة سطحها.
# سفيربرس ـ ترجمة: إبراهيم عبدالله العلو
المصدر :
NEW ATLAS
June 4th, 2018
Michael Irving
