العلماء يحولون النفايات النووية إلى بطاريات الماس
الطاقة النووية خالية من الكربون ، مما يجعلها بديلاً جذابًا وعمليًا للوقود الأحفوري ، وهي لا تساهم في الاحتباس الحراري وبنيتها التحتية متوفرة . إنها النفايات النووية التي تضر البيئة بانشطارها. وتستمر لفترة طويلة ، وبعض النظائر تستمرلآلاف السنين.
يتكون الوقود النووي من حبيبات سيراميك من اليورانيوم-235 موضوعة داخل قضبان معدنية. بعد حدوث الانشطار ، يتبقى نظيران مشعّين: السيزيوم-137 والسترونثيوم-90. ولكل منها نصف عمر 30 عامًا ، مما يعني أن الإشعاع سيكون نصفه بحلول ذلك الوقت. يتم أيضًا إنتاج نفايات ما بعد اليورانيوم ، مثل البلوتونيوم-239 ، وله نصف عمر 24000 سنة. هذه المواد مشعة للغاية ، مما يجعلها شديدة الخطورة في التعامل معها ، حتى مع التعرض لها لفترة قصيرة. وكمثال: تنتج محطة الطاقة النووية النموذجية حوالي 2300 طن من النفايات سنويًا.
ابتكر الباحثون في جامعة بريستول في المملكة المتحدة طريقة لتغليف النفايات النووية داخل الماس ، والتي يمكن أن توفر ، كبطارية ، مصدراً نظيفًا للطاقة يدوم في بعض الحالات آلاف السنين. وتتميز بعدم إصدارها للانبعاثات ولا لأجزاء متحركة ولاتتطلب صيانة وليس هتالك مخاوف بشأن السلامة ويتم حفظ الإشعاع بأمان داخل الأحجار الكريمة.
تم استخدام نظير النيكل-63 ، في التجربة الأولى. فتم صنع بطارية ذات نصف عمر يساوي 100 عام.
هناك مواد أخرى قد تستمر أكثرمن ذلك. فالمفاعلات النووية القديمة تستخدم كتل الجرافيت لتبريد قضبان اليورانيوم. ولكن بعد سنوات من الخدمة ، تصبح هذه الكتل مغطاة بطبقة من الكربون 14 ، وهو نظير مشع يبلغ نصف عمره حوالي 5730 عامًا. وبمجرد إيقاف تشغيل محطة توليد الكهرباء التي تعمل بالمفاعلات النووية ، يجب تخزين تلك الكتل أيضًا. وبتسخين هذه الكتل ، يمكن تحويلها إلى غاز الكربون 14 بحيث يتم تجميعه وضغطه في ماس.
تزن بطارية AA القلوية حوالي 20 غراما ، ويبلغ معدل تخزينها من الطاقة 700 جول/جم ، وتعمل بشكل مستمر لمدة 24 ساعة تقريبًا. ولكن بالمقابل سوف توفر بطارية بيتا الماسية التي تحتوي على 1 غرام من C14 طاقة تقدر 15جول/يوم ، وستواصل إنتاج هذا المستوى من الطاقة لفترة 5730 عام.
تشمل التطبيقات لبطاريات الماس ، تزويد المركبات الفضائية بالطاقة والأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار والأجهزة الطبية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب - وأي شيء يصعب فيه شحن البطاريات. وأحد التطبيقات المذهلة: تغذية المجسات حتى في أحلك مناطق الفضاء ، حيث لم تعد الطاقة الشمسية متوفرة.