ساختن باتری هسته ای با دوام 100 ساله

کربن رادیواکتیو می‌تواند تا 100 سال انرژی تأمین کند

کد خبر: ۷۸۶۶۷۲

تاریخ: ۲۷ اسفند ۱۴۰۳ - ۱۱:۰۰

به گزارش ایران اکونومیست؛ محققان دانشگاه «نورث‌وست نرمال» در گانسو، چین، اولین بار در این کشور باتری هسته‌ای از کربن رادیواکتیو ساخته‌اند. این باتری می‌تواند تا 100 سال کار کند. این باتری قابلیت تأمین انرژی دستگاه‌هایی را دارد که در مکان‌های دورافتاده، از اعماق دریا گرفته تا فضا، استفاده می‌شوند.

آیا باتری هسته‌ای آینده تأمین انرژی پایدار را تغییر می‌دهد؟

طبق گزارش «SCMP»، با افزایش نیاز به انرژی‌های پاک، دانشمندان دنبال راه‌حل‌های نوآورانه‌ای هستند که بتوانند بدون گرمایش کره زمین، نیازهای انرژی ما را برطرف کنند. انرژی باد و خورشید به موفقیت تجاری رسیده‌اند اما وابستگی آنها به شرایط محیطی باعث می‌شود که در مکان‌های دورافتاده، منابع نامطمئنی باشند.

در مقابل، باتری‌های هسته‌ای از ماهیت رادیواکتیو ایزوتوپ‌ها برای تولید برق استفاده می‌کنند. با‌توجه‌به اینکه نیمه‌عمر مواد رادیواکتیو معمولاً به صدها سال می‌رسد، این نوع باتری‌ها می‌توانند در طولانی‌مدت منبع انرژی قابل‌اعتمادی باشند.

کربن در طبیعت 3 ایزوتوپ دارد: کربن-12 رایج‌ترین ایزوتوپ است که 99.8 درصد کل کربن موجود در زمین را تشکیل می‌دهد. کربن-13 حدود یک درصد کربن را شامل می‌شود اما کربن-14 ایزوتوپی بسیار نادر است و فقط یک در هر میلیارد اتم کربن یافت می‌شود.

واپاشی رادیواکتیو کربن-14 ضعیف است و نیمه‌عمر آن 5730 سال است. محققان با استفاده از نیمه‌رسانایی که از سیلیکون و کربن ساخته‌ شده، باتری هسته‌ای ساختند که توان خروجی 433 نانوواتی تولید می‌کند. این تیم تحقیقاتی توانسته با این باتری بیش از 4 ماه چراغ LED را روشن نگه دارد؛ در این مدت بیش از 35 هزار پالس نور تولید کرده است.

محققان اطمینان دارند این باتری می‌تواند دائم انرژی ایمپلنت‌های پزشکی مانند ضربان‌سازهای قلب و رابط‌های مغز-رایانه را تأمین کند.

علاوه‌براین، عملکرد این باتری در دماهای شدید، از منفی 100 درجه تا 200 درجه سانتی‌گراد، تغییر نمی‌کند. این قابلیت باعث می‌شود بتوان از آن در مکان‌های دورافتاده، مانند اعماق دریا و فضا، استفاده کرد.

باتری هسته‌ای 100 ساله؛ تحول بزرگ در صنعت انرژی

در نگاه اول، این باتری هسته‌ای دستاورد فناورانه بزرگی برای چین محسوب می‌شود، اما اهمیت آن فقط به کاربردهای پزشکی یا فضایی محدود نمی‌شود، بلکه نشان‌دهنده تغییرات عمیق‌تر ظرفیت‌های علمی و صنعتی این کشور است.

پیش‌از‌این، چین برای تأمین کربن-14 موردنیازش به واردات از کشورهایی مانند کانادا، آفریقای جنوبی، روسیه و استرالیا متکی بود اما اخیراً تولید انبوه کربن-14 را در رآکتور هسته‌ای تجاری در استان ژجیانگ آغاز کرده است. این اقدام به چین امکان می‌دهد باتری‌های هسته‌ای را در مقیاس صنعتی تولید کند.

محققان دانشگاه نورث‌وست نرمال همچنین می‌خواهند تجهیزات پیشرفته‌ای برای تشخیص ایزوتوپ کربن-13 و جداسازی الکترومغناطیسی توسعه دهند که گامی مهم در ایجاد سیستم تولید صنعتی برای کربن-14 باشد. این پیشرفت می‌تواند به تولید اولین باتری الماس کربن 14 در مقیاس صنعتی کمک کند و راه را برای استفاده گسترده‌تر از این فناوری در صنایع مختلف هموار کند.

باتری الماس کربن 14 که اولین نمونه آن پیشتر در بریتانیا تولید شده بود، منبع انرژی هسته‌ای نوآورانه است که از ایزوتوپ رادیواکتیو کربن 14 برای تولید برق استفاده می‌کند. این باتری می‌تواند هزاران سال بدون نیاز به شارژ مجدد کار کند و در محیط‌های سخت مانند فضا، اعماق دریا و دستگاه‌های پزشکی کاربرد دارد.

مانند بسیاری از حوزه‌های دیگر فناوری، چین صرفاً دنبال ثبت دستاورد علمی نیست، بلکه اکوسیستم گسترده‌ای برای تقویت موقعیت خود در تحقیقات و توسعه فناوری ایجاد می‌کند.