ბირთვული ენერგია დაკავშირებულია სათბურის აირების თითქმის ნულოვან გამოყოფასთან, მაგრამ მისი მთავარი პრობლემა რადიოაქტიური ნარჩენებია.
ახალი კვლევა ამ ნარჩენების ხელახლა გამოყენების გზას გვთავაზობს — მიკროელექტრონიკის ბატარეებში.
ამერიკელმა მკვლევრებმა რადიაციული ნარჩენების მიერ გამოყოფილი გარემომცველი (ემბიენტური) გამა-რადიაცია გამოიყენეს მიკროჩიპების მუშაობისათვის საკმარისი ენერგიის გამოსამუშავებლად. ამ სახის ენერგია ამჟამად მხოლოდ მცირე სენსორებით შემოიფარგლება, მაგრამ მკვლევართა ჯგუფს სჯერა, რომ შესაძლებელია მისი მასშტაბის ზრდა.
„ენერგიას მოვიპოვებთ იმისგან, რაც ნარჩენებად მიიჩნევა. ვცდილობთ, ის განძად ვაქციოთ“, — ამბობს ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბირთვული ინჟინერი რაიმონდ კაო.
მსოფლიოს ენერგიაზე მოთხოვნილების დაახლოებით 10 პროცენტი ამჟამად ბირთვულ ენერგიაზე მოდის და წარმოადგენს წიაღისეული საწვავის ალტერნატივას. თუკი მეცნიერები მისი ნარჩენების გამოყენებას შეძლებენ, შეიძლება ეს ენერგია უფრო მიმზიდველი ვარიანტი გახდეს.
ბირთვული ბატარეები — მოწყობილობები, რომლებიც რადიოაქტიურ დაშლას ელექტროენერგიად გარდაქმნიან — უკვე ათწლეულებია კვლევის საგანია, მაგრამ ტექნოლოგია ჯერ კიდევ არ არის პრაქტიკულად სიცოცხლისუნარიანი.
კვლევაში ენერგია ორი სტრატეგიით გამოიმუშავეს: პირველი — სცინტილატორის კრისტალებმა რადიაცია სინათლედ გარდაქმნეს, შემდეგ კი მზის უჯრედებმა ეს სინათლე ელექტროენერგიად. პროტოტიპი ბატარეის ზომა დაახლოებით 4 კუბური სანტიმეტრია.
ტესტირებისას, ბირთვული გახლეჩის ორივე რადიოაქტიურმა ნარჩენმა, ცეზიუმ-137-მა და კობალტ-60-მა ბატარეაში 288 ნანოვატი და 1,5 მიკროვატი გამოიმუშავეს, იგივე თანმიმდევრობით.
„ენერგიის გამოსავლის თვალსაზრისით, რევოლუციური შედეგებია. ეს ორსაფეხურიანი პროცესი ჯერ კიდევ საწყის ეტაპზეა, მაგრამ შემდეგი ნაბიჯი იქნება უფრო მეტი ვატის გამომუშავება და მასშტაბის ზრდა“, — ამბობს ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის აეროკოსმოსური ინჟინერი იბრაჰიმ ოკსუზი.
ამ ბატარეებს გამოიყენებენ არა საჯაროდ, არამედ ბირთვული ნარჩენების მწარმოებელი ობიექტების სიახლოვეს. თუმცა, არსებობს პოტენციალი სენსორებისა და მონიტორების წარმოებისა, რომლებსაც ძალიან მცირე მოვლა დასჭირდებათ.
მკვლევართა განცხადებით, უსაფრთხო იქნება თავად ბატარეის შეხება და არ დააბინძურებს მიმდებარე გარემოს; თუმცა, მაინც რჩება კითხვები იმის შესახებ, თუ რამდენ ხანს გაძლებს ეს ბატარეები დამონტაჟების შემდეგ.
„სცინტილატორისა და ფოტოელექტრული უჯრედის რადიაციული სიძლიერის საჭიროებები მნიშვნელოვანია და ამ თემაზე მომუშავე მეცნიერთათვის მთავარი ფოკუსის საგანი უნდა იყოს“, — წერენ მკვლევრები.
ამ ტექნოლოგიის გამოყენება შესაძლებელია სხვა ადგილებშიც, სადაც არის გამა-რადიაცია, მაგალითად, კოსმოსში. ამ პროტოტიპს მნიშვნელოვანი განახლება ესაჭიროება, მაგრამ მკვლევრები დარწმუნებული არიან, რომ საბაზისო იდეა მუშაობს.
კვლევის პროცესში ჯგუფმა ასევე გააკეთა მნიშვნელოვანი აღმოჩენები იმის შესახებ, თუ რა გავლენას ახდენს კრისტალებისა და მზის უჯრედების კონფიგურაცია კონვერციის მაჩვენებელსა და გამომავალ დენზე; ეს ყველაფერი შეიძლება შემდეგი კვლევების საგანი იყოს.
კვლევა Optical Materials: X-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.osu.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
