بطارية نووية تدوم 100 عام: ابتكار صيني ثوري في عالم الطاقة

في خطوة علمية غير مسبوقة، نجح فريق من الباحثين في جامعة نورث ويست نورمال في تطوير أول بطارية نووية صينية تعتمد على الكربون-14، وهو نظير مشع نادر يُعرف باسم الكربون المشع.

ووفقًا لموقع “إنترستينغ إنجينيرينغ”، توفر هذه البطارية مصدر طاقة مستدامًا يمكن الاعتماد عليه في المناطق التي يصعب فيها استخدام مصادر الطاقة التقليدية مثل الفضاء الخارجي، أعماق البحار، والمناطق المعزولة.

لماذا البطاريات النووية؟

مع تزايد الحاجة إلى مصادر طاقة نظيفة ومستدامة، يسعى العلماء إلى تطوير حلول بديلة للطاقة التقليدية، خصوصًا أن مصادر مثل الرياح والطاقة الشمسية رغم انتشارها، تعتمد على عوامل خارجية، مما يجعلها غير موثوقة في بعض الظروف.

هنا تأتي أهمية البطاريات النووية، التي تعتمد على الاضمحلال الإشعاعي للنظائر لإنتاج الطاقة، ما يمنحها عمرًا تشغيليًا طويلًا يمتد لمئات السنين دون الحاجة إلى إعادة الشحن أو الصيانة المتكررة.

آلية عمل بطارية الكربون المشع

🔹 مكونات البطارية:
تعتمد البطارية على نظير الكربون-14، وهو عنصر نادر جدًا يوجد بمعدل ذرة واحدة لكل مليار ذرة كربون. ويُعرف بأنه مستقر نسبيًا، حيث يبلغ عمر النصف له 5730 عامًا.

🔹 توليد الطاقة:
طوّر الباحثون شبه موصل من السيليكون والكربون، مما يسمح بتحويل الاضمحلال الإشعاعي للكربون-14 إلى طاقة كهربائية مستقرة.

🔹 الأداء والتجارب:
تمكنت البطارية من تشغيل مصباح LED لأكثر من 4 أشهر، منتجةً أكثر من 35,000 نبضة كهربائية.
تولد طاقة تصل إلى 433 نانوواط، مما يجعلها مناسبة لتشغيل الأجهزة الدقيقة.
  تحافظ على أدائها حتى في الظروف القاسية، بين -100 درجة مئوية و200 درجة مئوية.

تطبيقات مستقبلية واعدة

🔸 في المجال الطبي:
يمكن أن تكون هذه البطارية بمثابة مصدر طاقة دائم للأجهزة القابلة للزرع مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب وواجهات الدماغ-الحاسوب، مما يقلل الحاجة إلى العمليات الجراحية المتكررة لاستبدال البطاريات التقليدية.

🔸 في الفضاء والاستكشافات العلمية:
نظرًا لعمرها الطويل واستقرار أدائها في البيئات القاسية، يمكن استخدامها في تشغيل الأقمار الصناعية، المركبات الفضائية، والمعدات البحثية في الفضاء الخارجي أو أعماق المحيطات.

🔸 في المناطق النائية:
تُعد هذه البطارية حلاً مثاليًا لتوفير الطاقة في المواقع المعزولة، مثل قواعد الأبحاث في القطبين أو البعثات الاستكشافية في الصحاري والغابات الكثيفة.

الصين تدخل عصر الإنتاج الضخم للبطاريات النووية

لا يمثل هذا الابتكار إنجازًا علميًا فحسب، بل يشير إلى تحول استراتيجي في قدرات الصين التكنولوجية، حيث بدأت بالفعل في الإنتاج الضخم لنظير الكربون-14 داخل منشآتها النووية، مما يمهد الطريق نحو تصنيع بطاريات نووية على نطاق واسع.

يمثل هذا التطور قفزة نوعية في مجال تخزين الطاقة، حيث تعد البطاريات النووية القائمة على الكربون المشع بديلاً واعدًا للبطاريات التقليدية، بفضل عمرها الطويل وكفاءتها العالية. ومع استمرار الأبحاث والتطوير، قد نشهد في المستقبل القريب تحولًا جذريًا في طرق تخزين واستخدام الطاقة في مختلف المجالات.