طوَّر علماء صينيون أول بطارية نووية في العالم تعتمد على الكربون المشع، قادرة على العمل لمدة تصل إلى 100 عام دون الحاجة إلى إعادة الشحن.
يمكن استخدام البطارية طويلة الأمد Zhulong-1 في تشغيل أجهزة تنظيم ضربات القلب، التي تدوم حالياً حتى 15 عاماً، بالإضافة إلى المركبات الفضائية، والأجهزة المستخدمة في البيئات القاسية مثل المناطق القطبية وأعماق البحار.
أُطلق على النموذج الأولي للبطارية اسم “كاندل دراجون وان” (Candle Dragon One)، وتم تطويره بواسطة شركة “بيتا فارماتيك” (Beita Pharmatech)، بالتعاون مع جامعة نورث ويست نورمال في مقاطعة جانسو.
خضعت العينة الهندسية للبطارية لاختبارات مستمرة لمدة 4 أشهر في معمل النظائر المشعة في “بيتا فارماتيك”، حيث أكملت بنجاح تشغيل 35 ألف ومضة من ضوء LED.
كما تم دمج البطارية في أجهزة تخزين الكهرباء بهدف تشغيل رقائق البلوتوث، مما أتاح نقل واستقبال الإشارات بنجاح، وتستغل البطارية النظير المشع الكربون-14، المعروف بالكربون المشع، لتوليد مستويات منخفضة من الكهرباء.
يُذكر أن الكربون-14 يمتلك نصف عمر يبلغ 5730 عاماً، مما يعني أن البطارية قد تستمر في العمل لآلاف السنين من الناحية النظرية.
تم تغليف مصدر الكربون-14 داخل كربيد السيليكون، ما يضمن امتصاصاً كاملاً للإشعاع المنبعث، ويزيل مخاطر التسرب، مما يضمن التشغيل الآمن.
كفاءة تحويل الطاقة
تتميز البطارية بكفاءة تحويل طاقة تتجاوز 8% وكثافة طاقة تصل إلى 2.2 واط/جرام، ما يعادل 10 مرات مقارنة بأداء بطاريات الليثيوم أيون السائدة.
تُنتج البطارية النووية تياراً كهربائياً يبلغ 282 نانو أمبير، وجهد دائرة مفتوحة 2.1 فولت، وطاقة خرج قصوى قدرها 433 نانو واط.
كما تعمل البطارية في نطاق درجات حرارة قصوى تتراوح من -100 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية.
تُعد هذه البطارية إنجازاً مهماً في ظل البحث المستمر عن مصادر طاقة أكثر استدامة، إذ تعاني طاقة الرياح والطاقة الشمسية من الموسمية وعدم الاستمرارية.
تستخدم البطارية النووية الاضمحلال الإشعاعي للكربون-14 لتوليد الكهرباء بشكل مستمر، مما يجعلها مصدراً موثوقاً للطاقة لفترات طويلة، وهو أمر بالغ الأهمية للمناطق البعيدة عن مصادر الطاقة التقليدية.
فريق البحث يعمل حالياً على تطوير نموذج الجيل الثاني من البطارية النووية، والذي يحمل اسم “Zhulong-2″، إذ يتركز الجهد على خفض تكاليف الإنتاج وتقليص الحجم.
ووفقاً للفريق البحثي، فإن “Zhulong-2” من المتوقع أن يتم إطلاقه بحلول نهاية هذا العام، أو في بداية العام المقبل، وسيكون بحجم قطعة نقدية فقط.
