- قد تصبح النفايات النووية وقودًا لعمليات ذاتية على مدى عقود في جميع أنحاء العالم
- تريد DARPA بطاريات توفر الطاقة بشكل مستمر لمدة تصل إلى 30 عامًا
- المشروع أوميغا يقوم بتحويل الإشعاع مباشرة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام بكفاءة
العلماء الذين يعملون مع برنامج دفاعي أمريكي يقومون بتطوير بطاريات نووية مدمجة تهدف إلى توفير الكهرباء بشكل مستمر لعدة عقود.
يسعى الجهد إلى تطوير أنظمة طاقة بالإشعاع النووي التي تحول الإشعاع مباشرة إلى كهرباء بدلاً من تخزين الطاقة من خلال تفاعلات كيميائية.
يعتقد المطورون أن هذه الأجهزة خفيفة الوزن يمكن أن تبقي الطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية والمعدات البعيدة تعمل بدون استبدال بطاريات تقليدية لسنوات.
النفايات النووية تصبح وقودًا لعقود من الطاقة المتواصلة
يتم تضمين البرنامج في مبادرة “Rads to Watts” التابعة لـ DARPA، والتي تسعى إلى تطوير مصادر طاقة مدمجة تقدم كثافة طاقة عالية وطول عمر.
يدعم جائزة حديثة بقيمة 3.37 مليون دولار تطوير جهاز إثبات المفهوم الذي ينتج أكثر من 10 وات لكل كيلوغرام.
أحد المشاركين في البرنامج، مشروع أوميغا، يقوم بتطوير المولد الذي يستخدم نظائر مستخرجة من النفايات النووية الحالية بدلاً من المواد المشعة الجديدة المنتجة من مرافق مخصصة.
قال ستافورد شين، الرئيس التنفيذي ومؤسس مشروع أوميغا: “الخلايا الشمسية تحول الضوء الشمسي مباشرة إلى كهرباء… بينما نحن نحول الإشعاع مباشرة إلى كهرباء”.
وأضاف: “لدينا بالفعل بعض هذه الأجهزة الصغيرة قيد التشغيل؛ تلك التي تم تصميمها خصيصًا لتلبية معايير DARPA ستصدر في أوائل العام المقبل.”
تقدر الأبحاث أن أكثر من 100,000 طن متري من النفايات النووية لا تزال مخزنة في 52 موقعًا للمفاعلات على مستوى البلاد.
وجادل شين بأن المخزونات الحالية توفر مواد وفيرة بينما تستمر قضايا التخلص غير المحلولة في توليد نزاعات قانونية مكلفة للسلطات سنويًا.
قال: “بشكل عام، نحن نأخذ النفايات النووية، نعيد تدويرها إلى منتجين: واحد هو الوقود للمفاعلات… والآخر هو النظائر الطاقية، أي النظائر التي يمكنك استخدامها لتشغيل الأشياء”.
على عكس الخلايا القابلة لإعادة الشحن التقليدية، تستخدم الوحدات المقترحة كتل نظائر صلبة موضوعة مع أشباه الموصلات لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال التعرض للإشعاع.
يؤكد المخططون العسكريون على فوائد واضحة للطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية
لقد وفرت أنظمة الطاقة بالإشعاع النووي الطاقة للمركبات الفضائية والمهام العلمية لعقود، وعادة ما تستخدم مواد أساسها البلوتونيوم.
سوف يستخدم مشروع أوميغا الآن السترانشيوم-90، الذي يصفه المطورون بأنه أقل خطورة من بدائل البلوتونيوم-238 المستخدمة حاليًا.
تتوقع البطاريات أيضًا أن تعمل عبر extremes من درجات الحرارة التي غالبًا ما تخلق تعقيدات للأجهزة العسكرية في ظروف صعبة.
يأتي الاهتمام العسكري مع تزايد الطلب على الأنظمة غير المأهولة، جنبًا إلى جنب مع القلق المستمر بشأن متطلبات الشحن أثناء عمليات الانتشار الطويلة في جميع أنحاء العالم.
ستغير الطائرة بدون طيار القادرة على العمل لمدة 30 عامًا مع طاقة مستمرة على متنها الافتراضات المحيطة بالتحمل ومتطلبات اللوجستيات.
تشارك عدة منظمات في برنامج Rads to Watts، بما في ذلك جامعة مورغن ستيت، والمختبر الوطني في شمال غرب المحيط الهادئ، ونورثروب غرومان، وARA، و Widetronix.
يتوقع الباحثون ظهور نموذج أولي قابل للتطبيق بحلول أوائل عام 2027 بعد الاختبار تحت ظروف وسيناريوهات تشغيل أكثر واقعية.
ومع ذلك، لا يزال يتطلب كفاءة التحويل، وتأثيرات الإشعاع، والموثوقية، والنشر الآمن تقييمات واسعة النطاق.
إذا نجحت التكنولوجيا، فقد تصبح الأنظمة الذاتية القادرة على العمل لعشرات السنين ممكنة تقنيًا.
من خلال ديفينس وان
Related Posts
