التوهّج في الظلام: العالم السري لبطاريات DIY النووية

في ورشة خافتة الإضاءة، تجتمع حفنة من القوارير المتوهّجة وبعض خلايا الآلات الحاسبة المتواضعة لتصنع شيئًا يبدو خارجًا من الخيال العلمي: بطارية نووية منزلية الصنع. لكن هذه ليست حبكة رواية تجسّس - بل تجربة واقعية لمُجرّب جريء يمزج التريتيوم المشع مع تقنيات كهروضوئية يومية. والنتيجة؟ بطارية “نووية” تشحن في الظلال، وتتحدى تصوراتنا عمّا يمكن تحقيقه بطاقة DIY.

داخل هوس بطاريات DIY النووية

قد يبدو مفهوم البطارية النووية - المعروفة رسميًا باسم خلية بيتافولتية - غريبًا، لكن مبدؤه الأساسي مدهش في بساطته. فمثل الألواح الشمسية، تعتمد هذه الأجهزة على خلايا كهروضوئية (PV). أما الالتواء؟ فبدل التقاط ضوء الشمس، تحصد الطاقة من التحلل الإشعاعي.

في التجربة الأخيرة التي أجرتها Double M Innovations، مصدر الطاقة هو التريتيوم، وهو نظير مشع للهيدروجين يوجد عادة في سلاسل المفاتيح المتوهجة في الظلام وموانئ الساعات. يطلق التريتيوم جسيمات بيتا منخفضة الطاقة، تُثير طبقة فوسفورية داخل القارورة فتجعلها تتوهّج بخفوت. هذا التوهّج، غير المرئي غالبًا في ضوء النهار، تلتقطه بعد ذلك خلايا سيليكون غير متبلور كهروضوئية - وهي من النوع نفسه الذي تجده في آلة حاسبة تعمل بالطاقة الشمسية.

ومن خلال وضع قوارير التريتيوم بين خليتي PV، يصنع البنّاء بطارية نووية بدائية. وبلفّها بورق ألمنيوم لحجب الضوء الخارجي، ينتج الجهاز خيطًا ضئيلًا لكنه ثابت من التيار - يكفي لشحن مكثّف ببطء إلى ما دون 3 فولت بقليل خلال ليلة واحدة. ورغم أن الخرج متناهٍ في الصغر (نانوأمبيرات من التيار)، فإنه شهادة على براعة صانعي DIY وعلى مرونة المواد المشعة عندما تُتعامل معها بمسؤولية.

لكن لا تتوقع تشغيل هاتفك الذكي قريبًا. فالقيد الرئيسي هو الكفاءة: خلايا PV غير المتبلورة ليست مُحسّنة لطول الموجة المحدد للضوء المنبعث من فوسفور التريتيوم. وتتغلب البطاريات النووية التجارية على ذلك عبر هندسة فجوة نطاق الخلية لتطابق طيف الانبعاث بشكل أفضل، ما يتيح استخراج قدرة أكبر - قد تصل أحيانًا إلى بضعة ميلي واط. ومع ذلك، تبقى النسخة المنزلية برهانًا جذابًا على الفكرة، يذكّر بتجارب سابقة شغّلت فيها خلايا مشابهة ألعابًا محمولة، شريطة أن تتحلى بالصبر لانتظار أشهر من أجل شحنة كاملة.

تأملات في براعةٍ مشعّة

قد لا تكون بطاريات DIY النووية عملية للإلكترونيات اليومية، لكنها تمنح لمحة عن مستقبل يمكن فيه تسخير حتى أضعف توهّج لتوليد الطاقة. ومع تقدّم التكنولوجيا - والفضول - يستمر الخط الفاصل بين المختبر الاحترافي وورشة المنزل في التلاشي. فقط تذكّر: مع قوة عظيمة (ولو كانت ضئيلة) تأتي مسؤولية عظيمة.

WIKICROOK

• التريتيوم: التريتيوم نظير مشع للهيدروجين يُستخدم في أجهزة أمنية ذاتية الإضاءة، ويخضع للتنظيم حفاظًا على السلامة بسبب إشعاع بيتا منخفض الطاقة.
• الخلية الكهروضوئية (PV): تحوّل الخلية الكهروضوئية (PV) ضوء الشمس إلى كهرباء، وهي مكوّن أساسي في الألواح الشمسية لإنتاج الطاقة المتجددة.
• السيليكون غير المتبلور: السيليكون غير المتبلور شكل مرن وغير بلوري من السيليكون يُستخدم في الخلايا الشمسية والإلكترونيات وبعض مكوّنات أمن العتاد.
• جسيم بيتا: جسيم بيتا إلكترون سريع الحركة يُطلق أثناء التحلل الإشعاعي، وهو مهم لفهم مخاطر الإشعاع على الأجهزة الإلكترونية في الأمن السيبراني.
• فجوة النطاق: فجوة النطاق هي الفجوة الطاقية بين نطاقي التكافؤ والتوصيل في المادة، وهي حاسمة لتحديد خصائصها شبه الموصلة وتطبيقاتها الأمنية.