هل يمكن أن تتحول المشكلة إلى مورد؟ نعم ، هذا ممكن ، لكنه ليس بسيطًا وغير مناسب لجميع حلول الطاقة. في عام 2016 ، قدمت جامعة بريستول ، في محاضرة عامة ، الإمكانية النظرية لاستخدام الجرافيت المشع المستخدم كوسيط في المفاعلات النووية ، وتحويله إلى "بطارية بيتافولتية" ، أي شكل من أشكال البطاريات حيث يتم تحويل النشاط الإشعاعي مباشرة إلى طاقة دون المرور على شكل حرارة. صنعت جامعة بريستول أيضًا نموذجًا أوليًا لبطارية بيتافولتية ، ولكن لا تعتمد على الكربون 14 ، ولكن على النيكل.
إليكم الخطوة إلى الأمام: في عام 2020 ، ولدت Arkenlight ، وهي شركة أسسها الباحث الذي كان يعمل على تطوير بطارية betavoltaic في بريستون وعالم كيميائي ، يهدف إلى تسويق بطارية الكربون 14 المحولة إلى الماس ، بحجم ظفر الإصبع. الفكرة هي إنشاء ، بعد النماذج الأولية ، مصنع للإنتاج بالجملة. تم بناء نماذج المرحلة الأولى في عام 2021
المرحلة الأولى من وضع النماذج الأولية لألماس التريتيوم بيتافولتكس الخاص بالأمراض القلبية الوعائية. لقد سافروا مسافة 12000 ميل ذهابًا وإيابًا إلى اليابان والعودة. داخل مفاعل جامعة كيوتو لمدة ساعة واحدة بطاقة 5 ميجاوات ، تم تحويل التريتيوم إلى شبكتهم مما يجعلها الأولى من نوعها! pic.twitter.com/1obqEFseIn
- Arkenlight (arkenlight) 25 أبريل 2021
ما هي مزايا وعيوب ، على الأقل في الوقت الحالي ، بطاريات بيتافولتية مقارنة بالبطاريات الكيميائية ، مثل القلوية أو الليثيوم؟ تعتبر البطاريات الكيميائية التقليدية أو البطاريات "الجلفانية" ، مثل خلايا أيونات الليثيوم للهاتف الذكي أو البطاريات القلوية لجهاز التحكم عن بعد ، رائعة لتوصيل قدر كبير من الطاقة لفترة قصيرة من الزمن. لا يمكن تشغيل بطارية الليثيوم أيون إلا لبضع ساعات دون إعادة شحنها ، وبعد بضع سنوات ستفقد جزءًا كبيرًا من قدرتها على الشحن. على سبيل المقارنة ، تنتج البطاريات النووية أو الخلايا بيتافولتية كميات صغيرة من الطاقة على مدى فترة طويلة. إنهم لا ينتجون طاقة كافية لتشغيل هاتف ذكي ، ولكن اعتمادًا على المواد النووية المستخدمة ، يمكنهم توفير تيار مستمر من الكهرباء للأجهزة الصغيرة لآلاف السنين.
تم اكتشاف تأثيرات Betavoltaic بالفعل في السبعينيات ، لكن المشكلة كانت مرتبطة بالاستخدامات المحدودة الممكنة لهذا النوع من المنتجات. صُنعت أجهزة تنظيم ضربات القلب قادرة على استخدامها ، والتي لن تتطلب أبدًا تغيير البطارية. اليوم ، مع التقدم الكبير في الإلكترونيات ، من ناحية أخرى ، فإن التطبيقات المحتملة لا تعد ولا تحصى ، من أجهزة الاستشعار ، إلى الأقمار الصناعية ، إلى الإلكترونيات الدقيقة ، إلى كل شيء ، يمكن ارتداؤه ، والذي يتطلب القليل من الطاقة ، ولكن لفترات طويلة جدًا. بالنسبة لهذه البطاريات ، يمكنك تخيل مستقبل تقوم فيه بتغيير الكائن ، لكنك تحتفظ بالبطارية التي تنتقل من كائن إلى آخر.
من الواضح أن الكثير من الناس لا يحبون فكرة وجود شيء مشع بالقرب منهم ، ولكن المخاطر الصحية من الخلايا الكهروضوئية بيتافولتية يمكن مقارنتها مع تلك الخاصة بعلامات النيون الحمراء الطارئة ، والتي تستخدم مادة مشعة تسمى التريتيوم للحصول على خصائصها المميزة ، وهج أحمر. على عكس أشعة جاما أو أنواع أخرى أكثر خطورة من الإشعاع ، يمكن إيقاف جسيمات بيتا بدرع يبلغ بضعة ملليمترات. يقول لانس هوبارد ، عالم المواد في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني الذي لا ينتمي إلى Arkenlight: "عادةً ما يكون جدار البطارية كافيًا لمنع أي انبعاثات". "الداخل بالكاد يكون مشعًا على الإطلاق وهذا يجعله آمنًا جدًا للناس." علاوة على ذلك ، يضيف ، عندما تنفد البطارية النووية ، تتحلل إلى حالة مستقرة ، مما يعني عدم وجود نفايات نووية.
هناك ميزة لا يستهان بها وهي حقيقة أن استخدامها يقلل بشكل كبير من حجم النفايات النووية ليتم تخزينها في مئات ، إن لم يكن آلاف السنين. هذه أبحاث في البداية فقط ، ولكن لها آثار واعدة.
بفضل قناة Telegram الخاصة بنا ، يمكنك البقاء على اطلاع دائم بنشر مقالات جديدة من السيناريوهات الاقتصادية.
مقالة "الماس النووي": كيف يمكن أن تصبح نفايات محطات الطاقة النووية مصادر طاقة طويلة الأجل تأتي من ScenariEconomici.it .