بطارية نووية بعمر يصل إلى آلاف السنوات
الفيزياء والفلك >>>> ألبومات
Image: syr_res
ماذا لو صُنِعَت بطارية تدوم آلاف السنوات؟ وهل هذا ممكن؟
يعود اختراع أول بطارية في التاريخ؛ المعروفة باسم بطارية بغداد، إلى الحضارة البارثية في العام 150 قبل الميلاد في بلاد ما بين النهرين؛ إذ كانت مصنوعة من أقطاب النحاس والحديد مع وسيط تفاعل؛ مثل الخل أو حامض الستريك (1).
Image: syr_res
يعود الفضل في اختراع البطارية كما نعرفها الآن إلى العالم الإيطالي أليساندرو فولتا؛ الذي ركَّبَ أول بطارية مستفيدًا من تجارب العالِم لويجي غلفاني على الضفادع عام 1780 (1).
Image: syr_res
أظهر غلفاني أن أرجل الضفادع المعلقة على خطافات حديدية أو نحاسية سترتعش عند لمسها بمعدن من نوع آخر، وذلك بسبب الكهرباء الموجودة في أنسجة الضفدع (1).
Image: syr_res
وعلى الرغم من إعجاب فولتا في البداية بنتائج غلفاني، إلا أنه توصل إلى حقيقة أن التيار الكهربائي المتولد جاء من النوعين المختلفين من المعادن، وليس من أنسجة الضفادع (1).
Image: syr_res
جرب فولتا طبقات الفضة والزنك التي تتخللها طبقات من القماش أو الورق المنقوع في الماء المالح، ووجد أن تيارًا كهربائيًّا يتدفق عبر سلك موصول إلى طرفي هذه الطبقات (1).
Image: syr_res
يوجد أنواع عدة من البطاريات تبعًا لأنواع الموادِّ التي تصنع منها الأقطاب ووسطاء التفاعل؛ مثل بطارية الكربون والزنك التي اختُرِعت عام 1866 والبطارية القلوية الجافة وبطارية الرصاص وحمض الكبريت (2).
Image: syr_res
يعمل العلماء الآن على تصريف النفايات النووية الناتجة عن توليد الكهرباء باستعمالها في تصنيع بطاريات تعمل بالطاقة النووية؛ إذ تتسم هذه البطاريات بالعمر الطويل (3).
Image: syr_res
طوَّر فريق من الفيزيائيين والكيميائيين من جامعة بريستول ماسة من صنع الإنسان، قادرة على توليد تيار كهربائي صغير عند وضعها في مجال إشعاعي لبعض المواد المشعة (3).
Image: syr_res
أظهر الفريق أنموذجًا أوليًّا لـ "بطارية ألماس" باستخدام عنصر النيكل-63 بوصفه مصدر الإشعاع، وعلى الرغم من ذلك فهم يعملون الآن على تحسين كفاءتها كثيرًا بواسطة استخدام الكربون 14-C؛ وهو النسخة المشعَّة من الكربون (3).
Image: syr_res
وعلى الرغم من قدرتها المنخفضة مقارنةً بالبطاريات الحالية؛ فإن العمر الافتراضي لهذه البطاريات الماسية قد يحدث ثورة في تشغيل الأجهزة على فترات زمنية طويلة؛ إذ تستغرق البطارية 5730 عامًا لتخفض طاقتها إلى 50 في المئة فقط (3).
Image: syr_res
المصادر:
2. Batteries [Internet]. HyperPhysics. [cited 17 September 2021]. Available from: هنا
3. Diamond-age of power generation as nuclear batteries developed [Internet]. Phys.org. 2016 [cited 17 September 2021]. Available from: هنا
