ربما وجدنا حلاً غير خطير لقضية النفايات النووية المتنامية.
بطاريات الألماس هل هي الحل للنفايات النووية (أو المشعة) التي هي نتيجة الجماعية للمفاعلات النووية ومحطات معالجة الوقود والمستشفيات والمرافق البحثية التي عادة ما تكون خطرة على البيئة وصحة الإنسان.
وعلى الرغم من وجود طرق لتخزين النفايات النووية والتخلص منها ، إلا أنها ليست دائمًا خيارات منخفضة التكلفة و/أو صديقة للبيئة. ومع ذلك، فإن تحويلها إلى بطاريات ماسية يمكن أن يكون بمثابة بديل رائع وغير خطير في الوقت الحالي.
في عام 2016 ، طور علماء الكيمياء الجيولوجية من المملكة المتحدة طريقة لأخذ النفايات النووية الخطرة وتحويلها إلى ماس صناعي. يمكن لهذه الماسات توليد التيار الكهربائي الخاص بها. مع عمر نصف يقارب 5800 عام ، يمكن لهذه البطاريات الماسية المحتملة أن تقدم حلولًا لكل من قضايا النفايات والطاقة.
ما رأي الباحثين حول البطاريات الألماسية
كما قال توم سكوت من جامعة بريستول: “لا توجد أجزاء متحركة، ولا انبعاثات متولدة، ولا تحتاج إلى صيانة، فقط توليد كهرباء مباشر”. يحول فريق سكوت بشكل فعال مشكلة طويلة الأمد من المنتجات الثانوية النووية إلى حل طويل الأمد للطاقة النظيفة.
أظهر الفريق نموذجًا أوليًا لبطاريات الألماس تستخدم النيكل -63 (نظير غير مستقر) كمصدر إشعاع.
يبلغ عمر النصف لنيكل 63 حوالي 100 عام. وهكذا، فإن النموذج الأولي يحمل 50 في المائة من شحنته الكهربائية بعد 100 عام.
الآن بعد أن علم الفريق أن النيكل 63 يمكن أن يعمل، فإنهم يتطلعون إلى التخلص من أكوام النفايات النووية البريطانية. بين الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي، استخدمت مفاعلات Magnox في المملكة المتحدة الجرافيت للحفاظ على التفاعلات النووية. ومع ذلك، فإن العملية جعلت الجرافيت نفسه غير مستقر مثل الكربون 14. على الرغم من أن الدولة تقاعدت Magnox في عام 2015، إلا أن النفايات لا تزال قائمة. لا تزال هناك حاجة إلى أكثر من 95000 طن لتخزينها ومراقبتها بأمان. يعني عمر النصف البالغ 5730 عامًا أنه سيتم تخزينها لفترة طويلة إذا لم يتم العثور على خيار آخر.
مقالة ذات صلة: بطاريات الألماس المشع هل هي الحل للنفايات النووية؟
أكثر مادة آمنة عرفتها البشرية
أيضاً قال الباحث نيل فوكس: “تم اختيار الكربون 14 كمصدر للمواد لأنه يصدر إشعاعات قصيرة المدى تمتصها أي مادة صلبة بسرعة”. وأضاف فوكس:
“هذا من شأنه أن يجعل ابتلاع بشرتك العارية أو ملامستها أمرًا خطيرًا، ولكن يتم الاحتفاظ به بأمان داخل الماس، ولا يمكن لأي إشعاع قصير المدى أن يفلت منه. في الواقع، الماس هو أصعب مادة معروفة للإنسان، ولا يوجد أي شيء يمكننا استخدامه حرفيًا تقدم المزيد من الحماية “.
ومع ذلك، لن يتم استخدام البطاريات نفسها في مشاريع الطاقة العالية. قال سكوت إن الأفضل سيكون “في المواقف التي لا يكون فيها من الممكن شحن البطاريات التقليدية أو استبدالها”.
وقال “من الواضح أن التطبيقات ستكون في الأجهزة الكهربائية منخفضة الطاقة حيث هناك حاجة إلى حياة طويلة لمصدر الطاقة، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب والأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار على ارتفاعات عالية أو حتى المركبات الفضائية”.
قال سكوت في مقابلة مع Digital Trends: “تزن بطارية AA القلوية حوالي 20 جرامًا، ولها معدل تخزين كثافة طاقة 700 جول/جرام، و [تستخدم] هذه الطاقة إذا تم تشغيلها بشكل مستمر لمدة 24 ساعة تقريبًا”. “ستوفر بطارية بيتا الماسية التي تحتوي على 1 جرام من C14 خمسة عشر جولًا في اليوم، وستستمر في إنتاج هذا المستوى من الإنتاج لمدة 5730 عامًا – لذا يبلغ إجمالي تخزين الطاقة لديها 2.7 تيرا جول.”
لكن هذا ليس كل شيء.
في سبتمبر 2021 ، ابتكرت شركة Nano Diamond Battery (NDB) الناشئة في سان فرانسيسكو بطارية ثورية محتملة من خلال الجمع بين الألماس النانوي الذي تم إنشاؤه باستخدام ترسيب البخار الكيميائي ، وهي عملية تجبر فيها الغازات شديدة الحرارة الكربون على التبلور على مادة أساسية ، مع النظائر المشعة من النفايات النووية.
تدعي الشركة أن هذه البطاريات المطورة حديثًا يمكن أن تدوم 28000 عام. إذا نجحت ، يمكن استخدامها لتشغيل شاشات LED على الأجهزة اللوحية للهواتف الذكية في جميع أنحاء العالم. وكأول منتج تجاري له ، يقال إن NDB يعمل على تقديم ساعة ذكية في عام 2022.
إن إعادة استخدام نفايات المواد النووية واستخدامها بشكل جيد يمكن أن يتحول إلى مصدر حيلة وربما مصدر طاقة “شبه لانهائي”. ومن خلال ذلك ، نتحدث عن آلاف الأطنان من المواد المشعة التي يمكن استخدامها لتشغيل جميع أنواع الإلكترونيات من أجهزة تنظيم ضربات القلب إلى المركبات الفضائية.
