در دنیای امروز که نیاز به انرژی پاک و دسترسی پایدار به منابع انرژی بیش از پیش احساس می‌شود، دانشمندان با ابداعاتی خلاقانه مرزهای فناوری را جابه‌جا می‌کنند. یکی از این نوآوری‌ها، استفاده از پسماندهای هسته‌ای برای تولید انرژی در قالب باتری‌های پیشرفته است. این ابتکار نه‌تنها مشکل ضایعات هسته‌ای را حل می‌کند بلکه زمینه‌ساز تحولی اساسی در حوزه ریزالکترونیک و دیگر صنایع وابسته است.
بازگشت ضایعات هسته‌ای به چرخه انرژی
ضایعات هسته‌ای یکی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی و صنعتی در سراسر جهان است. پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو با توسعه فناوری‌ای جدید، توانسته‌اند از پرتو گامای موجود در این زباله‌ها، منبعی پایدار برای تولید انرژی ایجاد کنند. آن‌ها از ترکیبی از کریستال‌های سوسوزن و سلول‌های خورشیدی استفاده کردند تا پرتو گاما را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. این رویکرد، بازدهی مناسبی برای کاربردهای کوچک مانند حسگرهای صنعتی ارائه می‌دهد.
جزئیات فرآیند نوین
این فناوری از یک فرآیند دو مرحله‌ای بهره می‌برد. در مرحله نخست، کریستال‌های سوسوزن، پرتو گاما را به نور تبدیل می‌کنند. سپس، سلول‌های خورشیدی این نور را به الکتریسیته تغییر می‌دهند. اولین نمونه‌ای که این پژوهشگران ایجاد کردند، حجمی معادل چهار سانتی‌متر مکعب داشت که با استفاده از منابع رادیواکتیو سزیم ۱۳۷ و کبالت ۶۰ آزمایش شد. نتایج نشان داد که خروجی این باتری‌ها به‌ترتیب ۲۸۸ نانووات و ۱.۵ میکرووات است، که برای کاربردهای خاص مانند تأمین انرژی حسگرها کاملاً مناسب است.
چشم‌انداز توسعه فناوری
مهندسان معتقدند این فناوری هرچند در مراحل اولیه خود قرار دارد، اما با بهینه‌سازی طراحی و افزایش مقیاس، می‌تواند بهره‌وری بیشتری به دست آورد. یکی از نقاط قوت این باتری‌ها، دوام و نیاز کم به نگهداری است که آن را برای استفاده در مراکز هسته‌ای یا حتی مأموریت‌های فضایی مناسب می‌سازد. البته برای اجرای عملی این نوآوری، پژوهش‌های دقیق‌تری نیاز است؛ از جمله بررسی تأثیر تابش‌های مداوم بر ساختار مواد مورد استفاده.
«ما در حال تبدیل پسماندهای هسته‌ای به منبعی ارزشمند هستیم که می‌تواند تأثیر چشمگیری بر آینده انرژی پاک داشته باشد.»
– ریموند کائو، مهندس هسته‌ای
مزایای زیست‌محیطی
یکی از مزیت‌های کلیدی این فناوری، عدم تولید آلودگی محیطی است. برخلاف باتری‌های متداول که مواد شیمیایی مضر تولید می‌کنند، باتری‌های هسته‌ای نه‌تنها ضایعات ایجاد نمی‌کنند، بلکه از زباله‌های موجود نیز استفاده موثری می‌برند. این ویژگی باعث شده تا پژوهشگران آن را گزینه‌ای جذاب برای حل مسائل زیست‌محیطی بدانند.
نتیجه‌گیری
نیاز بشر به منابع انرژی پایدار و دوستدار محیط زیست، بیش از پیش احساس می‌شود. فناوری باتری‌های هسته‌ای نه فقط راه‌حلی برای کاهش ضایعات هسته‌ای ارائه داده، بلکه دریچه‌ای نو برای توسعه فناوری در عرصه‌های ریزالکترونیک و صنایع پیچیده‌تر باز کرده است. با سرمایه‌گذاری بیشتر در این مسیر، می‌توان آینده‌ای پاک‌تر و پایدارتر را تضمین کرد.
دیدگاه ها