طور باحثون من جامعة نورث ويست نورمال في مقاطعة قانسو بالصين أول بطارية نووية مصنوعة من الكربون المشع، قادرة على العمل لمدة 100 عام، يمكن لهذه البطارية تشغيل الأجهزة في المواقع النائية، بدءا من أعماق البحار وصولا إلى الفضاء الخارجي، مما يفتح آفاقا جديدة في عالم الطاقة.

لماذا تعد البطاريات النووية مستقبل الطاقة؟

مع سعي العالم نحو مصادر طاقة أنظف، يعمل العلماء على حلول مبتكرة تلبي احتياجات الطاقة دون التسبب في الاحتباس الحراري، وبينما حققت طاقتا الرياح والشمس نجاحا تجاريا، إلا أن اعتمادهما على الظروف الجوية يجعلهما غير موثوقتين في الأماكن المعزولة.

على الجانب الآخر، تعتمد البطاريات النووية على النشاط الإشعاعي للنظائر لإنتاج الكهرباء، مما يجعلها مصدرا موثوقا للطاقة على مدى فترات طويلة، فبفضل نصف العمر الطويل للمواد المشعة، تستطيع هذه البطاريات توفير طاقة دائمة لأجهزة حساسة مثل منظمات ضربات القلب والواجهات الدماغية الحاسوبية.

بطارية الكربون المشع: كيف تعمل؟

يتواجد الكربون في الطبيعة بثلاثة نظائر:

كربون-12: يشكل 99.8% من إجمالي الكربون على الأرض.

كربون-13: يمثل حوالي 1% فقط.

كربون-14: نادر للغاية، إذ يوجد بمعدل واحد لكل مليار ذرة كربون.

يمتلك نظير كربون-14 نشاطا إشعاعيا ضعيفا ونصف عمر يبلغ 5,730 عاما، واستغل الباحثون هذا النظير لتصميم "ساعة نووية" باستخدام أشباه موصلات مصنوعة من السيليكون والكربون، مما أدى إلى إنتاج طاقة بقدرة 433 نانوواط، وقد نجح الفريق في تشغيل مصباح LED بهذه البطارية لمدة تزيد عن أربعة أشهر، حيث أنتج أكثر من 35,000 نبضة كهربائية.

بطارية تتحمل الظروف القاسية

إحدى الميزات الفريدة لهذه البطارية النووية هي قدرتها على العمل في ظروف بيئية قاسية، حيث تحافظ على أدائها في درجات حرارة تتراوح بين -100 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية، ويجعلها هذا الابتكار مثالية للاستخدام في البيئات الفضائية أو في أعماق المحيطات، حيث يكون استبدال مصادر الطاقة أمرا مستحيلا تقريبا.

 تحول استراتيجي في صناعة الطاقة الصينية

لا يمثل هذا الاكتشاف إنجازا علميا فحسب، بل يعد مؤشرا على التحول العميق في قدرات الصين في مجال الطاقة النووية. فقد بدأت البلاد إنتاج كربون-14 على نطاق واسع في مفاعل نووي تجاري بمقاطعة تشجيانغ عام 2024، مما يقلل من اعتمادها على واردات هذا النظير النادر من كندا، جنوب إفريقيا، روسيا، وأستراليا.

بالإضافة إلى ذلك، يخطط الباحثون في جامعة نورث ويست نورمال لتطوير أجهزة آلية لكشف نظير كربون-13، إلى جانب فواصل كهرومغناطيسية ستساهم في إنشاء نظام لإنتاج كربون-14 على نطاق صناعي.

الصين نحو الريادة العالمية في البحث والتطوير

كما هو الحال في مجالات أخرى، لا تسعى الصين فقط لتحقيق إنجاز تقني جديد، بل تهدف أيضًا إلى تطوير منظومة متكاملة تضمن استدامة الابتكار، وبخطوات مدروسة، تمضي نحو دور ريادي في البحث والتطوير، مما يعزز مكانتها كقوة عالمية في قطاع الطاقة والتكنولوجيا النووية.