دانشمندان دانشگاه بریستول و مرکز انرژی هسته‌ای انگلستان (UKAEA) موفق به ساخت اولین باتری هسته‌ای الماسی با استفاده از کربن-14 شدند. این منبع انرژی انقلابی، با قابلیت تأمین برق برای هزاران سال، راه‌حلی پایدار و کارآمد برای طیف وسیعی از کاربردها ارائه داده و بر اهمیت روزافزون انرژی هسته‌ای تاکید می‌کند.
نحوه‌ی عملکرد باتری الماسی کربن-14
باتری الماسی کربن-14 از واپاشی پرتوزای کربن-14، ایزوتوپ رادیواکتیوی که در تاریخ‌گذاری رادیوکربنی استفاده می‌شود، برای تولید برق استفاده می‌کند. این باتری درون الماس، یکی از سخت‌ترین مواد شناخته‌شده، قرار دارد که تابش را به‌صورت ایمن جذب کرده و برق تولید خواهد کرد.
کربن-14 تابش‌های کوتاه‌برد ساطع می‌کند که توسط پوشش الماس جذب می‌شوند. این طراحی نه تنها امنیت را تضمین می‌کند، بلکه مقدار کمی برق تولید خواهد کرد. این باتری عملکردی مشابه پنل‌های خورشیدی دارد، اما به‌جای تبدیل نور به برق، از الکترون‌های پرسرعت حاصل از واپاشی پرتوزا استفاده می‌کند.
با توجه به نیمه‌عمر ۵,۷۰۰ ساله کربن-14، این باتری حتی پس از هزاران سال، نیمی از توان خود را حفظ خواهد کرد.
سارا کلارک، مدیر بخش چرخه سوخت تریتیوم در UKAEA، بر پایداری و ایمنی این باتری جدید تاکید کرد و گفت:
باتری‌های الماسی راهی ایمن و پایدار برای ارائه مداوم انرژی در مقیاس میکرووات هستند. این فناوری نوظهور از الماس برای محصور کردن ایمن مقدار کمی از کربن-14 استفاده می‌کند.
کاربردهای متنوع در پزشکی، فضا و دیگر حوزه‌ها
یکی از ویژگی‌های برجسته این باتری‌ها، کاربرد گسترده و متنوع آن‌ها است. این باتری‌ها می‌توانند در محیط‌ها و دستگاه‌هایی استفاده شوند که منابع انرژی معمولی ناکارآمد هستند.
باتری الماسی زیست‌سازگار می‌تواند انقلابی در حوزه انرژی‌رسانی به ایمپلنت‌های پزشکی ایجاد کند؛ همچون ضربان‌سازها، سمعک‌ها، دستگاه‌های چشمی. برخلاف باتری‌های معمولی که نیاز به تعویض مکرر دارند، این باتری‌ها می‌توانند برای چندین دهه کار کنند و خطرات جراحی و ناراحتی بیمار را کاهش دهند.
این باتری‌ها برای مأموریت‌های فضایی و مکان‌های دورافتاده نیز ایده‌آل هستند. آن‌ها می‌توانند برق موردنیاز فضاپیماها، ماهواره‌ها و حتی برچسب فرکانس‌های رادیویی (RF) را برای دهه‌ها تأمین کنند و هزینه‌ها را کاهش داده و طول عمر عملیاتی را افزایش دهند.
پروفسور تام اسکات از دانشگاه بریستول برای برجسته کردین پتانسیل این باتری گفت:
فناوری میکروانرژی ما می‌تواند از طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله فناوری‌های فضایی، دستگاه‌های امنیتی و ایمپلنت‌های پزشکی پشتیبانی کند. ما مشتاقیم این امکانات را با شرکای صنعتی و پژوهشی بررسی کنیم.
راه‌حلی پایدار برای زباله‌های هسته‌ای
کربن-14 مورد استفاده در این باتری‌ها از بلوک‌های گرافیتی به دست می‌آید که از محصولات جانبی راکتورهای شکافت هسته‌ای هستند. با استفاده از این مواد رادیواکتیو، این فناوری به کاهش زباله‌های هسته‌ای کمک کرده و یک منبع انرژی ارزشمند ایجاد می‌کند. تنها در انگلستان، نزدیک به ۹۵,۰۰۰ تن بلوک گرافیتی موجود است.
این فرآیند شامل استفاده از یک دستگاه رسوب‌دهی پلاسمایی است که توسط تیم مشترک UKAEA و دانشگاه بریستول برای ساخت ساختار الماس طراحی شده است.
این روش نه تنها استفاده‌ای عملی برای زباله‌های رادیواکتیو فراهم می‌کند، بلکه هزینه‌ها و چالش‌های ذخیره‌سازی ایمن را نیز کاهش می‌دهد.
ایمن، پایدار و انقلابی
باتری الماسی کربن-14 نه‌تنها یک شاهکار فناورانه است، بلکه یک راه‌حل انرژی ایمن ارائه می‌دهد. تابش کوتاه‌برد آن کاملاً توسط پوشش الماس جذب می‌شود و هیچ انتشار مضری ندارد. حتی در صورت نیاز به دفع، این باتری‌ها می‌توانند به تولیدکننده بازگردانده شوند تا به‌صورت ایمن بازیافت شوند.
با ترکیب تخصص در پژوهش‌های همجوشی هسته‌ای و مهندسی نوآورانه، این پیشرفت انقلابی نوید تغییر شکل آینده انرژی را می‌دهد. چه در دستگاه‌های پزشکی، فضاپیماها یا حسگرهای دورافتاده، باتری‌های الماسی کربن-14 آینده‌ای پایدار و کارآمد را به نمایش می‌گذارند.
منبع: Interestingengineering
