يمكن أن تزود البطاريات النووية الصغيرة للنفايات الطائرات بدون طيار بالوقود لمدة 30 عامًا من خلال الشحن التدريجي، مما يجعل سيناريو شبكة العنكبوت كابوسًا دائمًا

• قد يصبح النفايات النووية وقودًا لعمليات مستقلة لعقود في جميع أنحاء العالم
• تريد DARPA بطاريات تقدم الطاقة بشكل مستمر لمدة تصل إلى 30 عامًا
• مشروع أوميغا يحول الإشعاع مباشرة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام بكفاءة

يعمل العلماء بالتعاون مع برنامج الدفاع الأمريكي على تطوير بطاريات نووية مدمجة تهدف إلى تزويد الكهرباء بشكل مستمر لعدة عقود.

تتركز الجهود حول أنظمة الطاقة المدعومة بالنظائر المشعة التي تحول الإشعاع مباشرة إلى كهرباء بدلاً من تخزين الطاقة من خلال التفاعلات الكيميائية.

يعتقد المطورون أن هذه الأجهزة الخفيفة الوزن يمكن أن تبقي في نهاية المطاف الطائرات المسيرة، والأقمار الصناعية، والمعدات البعيدة تعمل بدون استبدال البطاريات التقليدية لسنوات.

أحدث الفيديوهات من

النفايات النووية تصبح وقودًا لعقود من الطاقة المستمرة

يأتي البرنامج تحت مبادرة “Rads to Watts” التابعة لـ DARPA، والتي تسعى إلى مصادر طاقة مدمجة تقدم كثافة طاقة عالية وطول عمر.

يدعم منحة مؤخرًا بقيمة 3.37 مليون دولار تطوير جهاز إثبات المفهوم الذي ينتج أكثر من 10 وات لكل كيلوغرام.

واحد من المشاركين في البرنامج، مشروع أوميغا، يعمل على تطوير مولد يستخدم النظائر المستخرجة من النفايات النووية الحالية بدلاً من المواد المشعة الجديدة المنتجة من المرافق المخصصة.

قال ستافورد شيهان، المدير التنفيذي ومؤسس مشروع أوميغا: “الخلايا الشمسية تحول الضوء الشمسي مباشرة إلى كهرباء… لكننا 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.”

يقدر الباحثون أنه لا يزال أكثر من 100,000 طن متري من النفايات النووية مخزنة حاليًا عبر 52 موقعًا للمفاعلات في جميع أنحاء البلاد.

جادل شيهان بأن المخزونات الحالية توفر مادة وفيرة بينما تستمر مشاكل التخلص غير المحلولة في توليد نزاعات قانونية مكلفة للسلطات سنويًا.

قال: “على مستوى عالٍ، نأخذ النفايات النووية، ونعيد تدويرها إلى منتجين: أحدهما وقود للمفاعلات… والآخر هو النظائر القوية، أي النظائر التي يمكنك استخدامها لتوليد الطاقة.”

على عكس الخلايا القابلة للشحن التقليدية، تستخدم الوحدات المقترحة كتل نظائر في حالة صلبة مدمجة مع أشباه الموصلات لتوليد الكهرباء من خلال التعرض للإشعاع.

المخططون العسكريون يرون مزايا واضحة للطائرات المروحية والأقمار الصناعية

قدمت أنظمة الطاقة المدعومة بالنظائر المشعة الطاقة للمركبات الفضائية والبعثات العلمية لعقود، باستخدام مواد قائمة على البلوتونيوم عادةً.

سوف يستخدم مشروع أوميغا الآن سترونتيوم-90، والذي يصفه المطورون بأنه أقل خطورة من بدائل البلوتونيوم-238 المستخدمة حاليًا.

كما من المتوقع أن تعمل البطاريات عبر درجات حرارة شديدة التي تخلق غالبًا تعقيدات للمعدات العسكرية في البيئات الصعبة.

تأتي الاهتمامات العسكرية في الوقت الذي ينمو فيه الطلب على الأنظمة غير المأهولة بجانب المخاوف المستمرة بشأن متطلبات الشحن خلال النشر المطول حول العالم.

ستغير طائرة مسيرة قادرة على العمل لمدة 30 عامًا مع طاقة مستمرة على متنها الافتراضات المحيطة بالتحمل ومتطلبات اللوجستيات.

تشارك عدة مؤسسات في برنامج Rads to Watts، بما في ذلك جامعة مورغان الحكومية، ومختبر المحيط الهادئ الوطني، ونورثروب غرومان، وARA، وWidetronix.

يتوقع الباحثون أن يظهر نموذج أولي يقبل القليل من التعديلات بحلول أوائل عام 2027 بعد الاختبار في ظل ظروف وسيناريوهات تشغيلية متزايدة الواقعية.

ومع ذلك، لا تزال كفاءة التحويل، وتأثيرات الإشعاع، والموثوقية، والنشر الآمن تتطلب جهود تقييم واسعة النطاق.

إذا نجحت التكنولوجيا، فقد تصبح الأنظمة المستقلة القادرة على التشغيل لعقود قابلة للتطبيق تقنيًا.

عبر دفاع واحد

تابع TechRadar على أخبار Google و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبارنا، ومراجعاتنا، وآرائنا الخبيرة في