الصين تبتكر أول بطارية نووية تدوم 100 عام

سرايا - ابتكر باحثون في جامعة نورث ويست نورمال في قانسو، الصين، أول بطارية نووية مصنوعة من الكربون المشع، تدوم 100 عام.
وذكر تقرير إعلامي أنه يمكن استخدام هذه البطارية لتشغيل الأجهزة في المناطق النائية، من أعماق البحار إلى الفضاء الخارجي.
ومع تطلع العالم إلى التحول لمصادر طاقة أنظف، يعمل العلماء على إيجاد حلول مبتكرة تلبي احتياجات الطاقة دون التسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب، وبينما حققت طاقة الرياح والطاقة الشمسية نجاحاً تجارياً، فإن توليد الطاقة متقطع ويعتمد على مصدر خارجي، مما يجعله غير موثوق به في المناطق النائية، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".
ومن ناحية أخرى، تستخدم البطارية النووية الطبيعة المشعة للنظائر لتوليد الكهرباء، وبما أن عمر النصف للمادة المشعة يمتد عادةً إلى مئات السنين، يمكن أن تكون البطاريات النووية مصدراً موثوقاً للطاقة لفترات زمنية أطول.
وأنجز العلماء في جامعة نورث ويست نورمال أول بطارية نووية من هذا النوع في الصين باستخدام الكربون-14، وهو نظير كربون شائع الاستخدام ولكنه نادر بنفس القدر، يُعرف باسم "الكربون المشع".
بطارية الكربون المشع
ويوجد الكربون في الطبيعة بثلاثة نظائر، ويُعد الكربون-12 أكثرها وفرةً، حيث يُمثل 99.8% من إجمالي الكربون الموجود على كوكب الأرض.
ويُشكل الكربون-13 حوالي 1% من الكربون، بينما يُعد الكربون-14 نادرا جدا، إذ لا يوجد إلا مرة واحدة في مليار ذرة كربون.
ويُعد الاضمحلال الإشعاعي للكربون-14 ضعيفاً، ويبلغ عمر النصف له 5730 عاماً، وشكل الباحثون ساعة نووية باستخدام شبه موصل مُركب مصنوع من السيليكون والكربون، والتي ولّدت طاقته 433 نانوواط، وشغّل الفريق مصباح LED يعمل بهذه البطارية لأكثر من 4 أشهر، مُصدراً أكثر من 35000 نبضة.
ويثق الباحثون في قدرة هذه البطارية على تشغيل الأجهزة القابلة للزرع بشكل دائم، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب أو واجهات الدماغ والحاسوب.
ويبقى أداء البطارية ثابتاً حتى في درجات حرارة قصوى تتراوح بين -100 درجة مئوية و200 درجة مئوية، ويقترح الباحثون نشر أجهزة طاقة في المناطق النائية وفي الفضاء الخارجي.
أكثر من مجرد بطارية
وربما تكون الصين قد دخلت التاريخ بصنع أول بطارية نووية لها، و لا يُعد هذا إنجازاً بارزاً فحسب لما يمكن أن تحققه الصين في مجال الطب أو أبحاث الفضاء مستقبلاً، بل يُشير إلى تحول جذري في قدراتها على مستوى أعمق.
ذلك وبدأت الصين الإنتاج الضخم لنظير الكربون-14 في منشأة نووية، مما قد يُساعدها في تصنيع بطاريات نووية على نطاق واسع.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

أخبارنا

منذ 6 أيام

• أخبارنا

سيناريو مرعب يكشف قدرة الشمس على تدمير كوكبنا بضربة واحدة!

أخبارنا : كشف فريق علمي دولي عن أدلة مذهلة تشير إلى أن الأرض تعرضت قبل 14300 عام (في 12350 قبل الميلاد) لأقوى عاصفة جسيمات شمسية تم تسجيلها على الإطلاق. وهذه النتائج التي نشرت في مجلة Earth and Planetary Science Letters تضع معيارا جديدا لأسوأ سيناريو ممكن للأحداث الشمسية المتطرفة. وتتفوق العاصفة القديمة التي تم تحليلها بكثير على كل ما سجلته الأجهزة الحديثة، حيث تبين أنها أقوى بنسبة 20% من عاصفة سنة 775 ميلادية التي كانت تعد سابقا الأقوى في التاريخ. ولإدراك ضخامة هذا الحدث، يكفي أن نعلم أن شدته تزيد 500 مرة عن أقوى عاصفة شمسية سجلت في العصر الفضائي الحديث عام 2005. وتمكن العلماء من كشف هذا الحدث الكوني القديم من خلال تطوير نموذج رياضي متقدم لتحليل البيانات المشتقة من حلقات الأشجار. فخلال العواصف الشمسية القوية، تزداد مستويات الكربون المشع (14C) في الغلاف الجوي، والتي يتم حفظها بدقة في حلقات النمو السنوية للأشجار. وقد استخدم الباحثون هذه "السجلات الطبيعية" لتأريخ وتقييم شدة العاصفة الشمسية التي حدثت عند نهاية العصر الجليدي الأخير. وتحذر الدكتورة كسينيا جولوبينكو، عالمة الفلك من جامعة أولو الفنلندية والمشاركة في الدراسة، من أن "هذا الاكتشاف يغير فهمنا لإمكانيات الشمس في إنتاج أحداث متطرفة". وتضيف: "إذا تعرضت الأرض اليوم لعاصفة بهذه القوة، خاصة أثناء فترة ضعف المجال المغناطيسي الأرضي، فقد تكون العواقب كارثية على البنية التحتية التكنولوجية التي يعتمد عليها المجتمع الحديث". ولا تقتصر التأثيرات المحتملة لعاصفة بهذا الحجم على تعطيل الأقمار الصناعية وشبكات الطاقة فحسب، بل قد تمتد إلى تلف الحمض النووي البشري وإلحاق أضرار جسيمة بالنظم البيئية المائية. ويسلط هذا الاكتشاف الضوء على الحاجة الملحة لتعزيز أنظمة الإنذار المبكر والحماية من العواصف الشمسية، خاصة مع تزايد اعتماد البشرية على التقنيات الحساسة للتقلبات الفضائية. المصدر: إندبندنت

خبرني

١٦-٠٥-٢٠٢٥

• خبرني

100 زلزال بلا أضرار.. ابتكار هندسي ثوري يحصّن المباني الشاهقة

خبرني - طور مهندسون كنديون نظام إنشاء مبتكراً يعزز قدرة المباني الشاهقة على تحمل الزلازل القوية، ليضمن ليس فقط بقاء المبنى سليماً، بل يحافظ أيضاً على سلامة ساكنيه. وظلّ نموذج ناطحة سحاب فانكوفر النموذجية، المكون من 30 طابقاً، والذي طوّره باحثون في جامعة كولومبيا البريطانية (UBC)، صامداً بالكامل أمام أكثر من 100 محاكاة زلزالية متنوعة، شملت زلازل طويلة الأمد وعالية الشدة، وفق " إنترستينغ إنجينيرينغ". وبإشراف الدكتور توني يانغ، أستاذ الهندسة المدنية والمؤلف الرئيسي للدراسة، اختبر الفريق الهيكل في المختبر الدولي المشترك لأبحاث هندسة الزلازل (ILEE) في شنغهاي، الصين. يُعد هذا النموذج من القلائل عالمياً المجهز بطاولة اهتزاز كبيرة تحاكي بدقة ظروف الزلازل الحقيقية التي تتعرض لها المباني الشاهقة، وتم تعريضه لصدمات تماثل النشاط الزلزالي المتوقع في منطقة كاسكاديا القريبة من الساحل الغربي لكندا. صمم بذكاء ليدوم وأكد يانغ، رئيس مختبر الهياكل الذكية في جامعة كولومبيا البريطانية، أن النظام ظل سليماً ويعمل بكامل طاقته بعد الاختبارات الصارمة، وأضاف "يمكن للمالك أن يطمئن إلى أن المبنى وشاغليه ومحتوياته محميون أثناء وبعد الاهتزازات الشديدة". ويستخدم النظام تقنيات متقدمة تشمل أساسات متأرجحة، أذرعاً خارجية، ومخمدات عالية الأداء، تسمح للمبنى بالاهتزاز مع القوى الزلزالية بدلاً من مقاومتها بصلابة. هذا التصميم يمتص ويبدد طاقة الزلزال، مما يقلل بشكل كبير من الأضرار الهيكلية مقارنة بالهياكل التقليدية الصلبة التي تواجه الزلازل بمقاومة مباشرة، في حين يخفف النظام الجديد من الإجهاد على المبنى ويطيل عمره الافتراضي. وتم تطوير واختبار بعض عناصر النظام، بما في ذلك تصميم حاصل على براءة اختراع وفريد ​​من نوعه خاص بالجامعة، داخلياً، ونتيجةً لذلك، حتى بعد اهتزازات شديدة، لم يُظهر الهيكل أي ضرر يُذكر، وهي نتيجة حاسمة لضمان استمرارية المبنى بعد الزلزال، مما يضمن ليس فقط صموده، بل أيضاً استمرارية استخدامه. ثورة في السلامة من الزلازل ويُعد هذا المشروع الأكبر من نوعه في العالم، حيث اختبر الفريق أكبر هيكل بُني بقلب خرساني على طاولة اهتزاز، والذي يلعب دوراً أساسياً في مقاومة القوى الجانبية للزلازل. وتوفر محاكاة سلوك هذا القلب الخرساني في سيناريوهات واقعية بيانات حيوية لتطوير تصاميم أكثر أماناً في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك، يُخفف النظام الضغط على القلب الخرساني والأساسات، مما يتيح إنشاء مبانٍ أخف وزناً بمساحات داخلية أكبر، وهو ما يجعل التصميم أكثر اقتصادية وجاذبية للمطورين. ويعتزم الفريق التعاون مع شركات هندسية وشركاء محليين لتطبيق هذا الابتكار في مشاريع بناء مستقبلية، مؤكداً أن النظام الجديد يمثل نقلة نوعية نحو بناء مبانٍ شاهقة آمنة وأكثر مرونة في المناطق الزلزالية حول العالم.

أخبارنا

١٤-٠٥-٢٠٢٥

• أخبارنا

ابتكار خرسانة ترمم نفسها بنفسها

أخبارنا : ابتكر باحثون من جامعة "دريكسل" الأمريكية نوعا جديدا من الخرسانة ذاتية الإصلاح، أُطلق عليها "BioFiber" والتي تفوق في متانتها وديمومتها جميع الأنواع الحالية، وفقا لمجلة News Atlas. وتتكون BioFiber من ألياف بوليمرية تعمل كمقويات فيزيائية، وتشارك أيضا في آلية الإصلاح الذاتي. وهذه الألياف مغطاة بطبقة هيدروجيل تحتوي على أبواغ بكتيرية خاملة قادرة على تحمل الظروف القاسية وعلاج التشققات عندما تتحسن الظروف. يبدو هذا النوع من الخرسانة كأي نوع تقليدي، لكن قدرته الخارقة تظهر عند حدوث تشققات. وعندما يتسرب الماء إلى الشقوق يتمدد الهيدروجيل ويخرج من غلافه، مما يوقظ البكتيريا الخاملة التي تبدأ بالتغذي على الكربون والكالسيوم من محيطها، منتجة كربونات الكالسيوم، وهي مادة لاحمة تملأ التشققات. لذا يمكن القول أن الخرسانة ترمم نفسها بنفسها. ويقود الفريق البحثي البروفيسور أمير فرنام الذي قال: "نشهد يوميا تدهور المنشآت الخرسانية التي ينخفض عمرها الوظيفي وتتطلب إصلاحات باهظة الثمن. لكنها يمكن أن تعالج نفسها باستخدام BioFiber". رغم الحاجة لمزيد من الجهود والأبحاث، يأمل المطورون أن تقلل ألياف BioFiber من متطلبات صيانة المباني وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن صناعة الخرسانة. يُذكر أن الباحثين يواصلون تطوير هذه التقنية الواعدة التي قد تُحدث ثورة في مجال البناء المستدام. المصدر: تاس