أفريقيا برس – ليبيا. كشف فريق من الباحثين الصينيين عن تطوير بطارية نووية مبتكرة بقدرة تشغيلية تمتد لنصف قرن، وبكفاءة تحويل للطاقة تفوق التصاميم التقليدية بثلاثة أضعاف، ما يمثل تقدمًا كبيرًا في مجال توفير مصادر طاقة موثوقة ومستمرة للبنى التحتية العاملة في البيئات القاسية كالفضاء وأعماق البحار.
قاد الفريق البحثي الأستاذ هايشنغ سان من جامعة شيامن، بالتعاون مع الباحث الدكتور من المعهد الصيني للطاقة الذرية، بهدف التغلب على قصور مصادر الطاقة التقليدية التي تعاني من محدودية كثافة الطاقة والحاجة للصيانة الدورية، مما يجعلها غير عملية للمهام طويلة الأمد.
*تصميم مبتكر وكفاءة قياسية
يعتمد التصميم الجديد على خلايا كهروضوئية راديوية (RPVCs) تستخدم نظير السترونشيوم-90 المشع، ومبنية على هيكل متطور لتركيز الضوء عبر دليل موجي (WLC). يدمج هذا الهيكل أدلة موجية وميضية متعددة الطبقات من مادة بلورية فريدة تُعرف باسم GAGG:Ce، وهي مادة تتميز بقدرتها الفائقة على كشف الفوتونات وتحويل الطاقة الإشعاعية بكفاءة إلى ضوء يتم توجيهه مباشرةً نحو الخلايا الكهروضوئية لتوليد الكهرباء، مع ذروة انبعاث ضوئي عند 520 نانومترًا. أظهرت تجارب الأداء تحقيق وحدة واحدة من البطارية كفاءة تحويل للطاقة بلغت 2.96%، واستطاعة خرج كهربائي تصل إلى 48.9 ميكروواط (μW)، بينما وصلت نسخة متعددة الوحدات إلى استطاعة 3.17 ميلي واط (mW). كما سجل النموذج الأولي جهد دارة مفتوحة يبلغ 2.14 فولط (V) وتيار قصر يصل إلى 2.23 ميلي أمبير (mA).
*متانة مثبتة وتحديات مستقبلية
أثبتت البطارية متانتها الاستثنائية بعد أن أخضعها الفريق لمحاكاة استخدام طويل الأمد عبر تعريضها لحزمة إلكترونية مكافئة لخمسين عامًا من الإشعاع النووي، حيث سجلت انخفاضًا طفيفًا في أدائها البصري لم يتجاوز 13.8%. يؤكد هذا الاختبار استقرارها الكبير وقدرتها على الخدمة لعقود دون الحاجة لأجزاء متحركة أو أي مدخلات طاقة خارجية. ورغم النتائج الواعدة أقر الباحثون بأن الإنتاج التجاري الواسع النطاق لا يزال يواجه تحديات تتعلق بالإنتاج الكمي لنظائر السترونشيوم-90 وتخفيض تكلفتها، إلا أن البحث يمثل خطوة جوهرية نحو تعزيز تطبيقات البطاريات النووية مستقبلاً.
يمكنكم متابعة المزيد من أخبار و تحليلات عن ليبيا عبر موقع أفريقيا برس
