ბირთვული ენერგიის გამომუშავებისას სათბურის აირები თითქმის არ გამოიყოფა, მაგრამ მისი მთავარი პრობლემა რადიოაქტიური ნარჩენებია. ახალი კვლევა ამ საკითხის გადაჭრის გზას გვთავაზობს — ნარჩენებით მიკროელექტრონიკის ბატარეების დამუხტვა.

აშშ-ში მკვლევრებმა ბირთვული ნარჩენების მიერ გამოყოფილი გამა-გამოსხივება გამოიყენეს, რითაც მიკროჩიპებისთვის საკმარისი ენერგია წარმოქმნეს. ამ ეტაპზე მსგავსი ენერგია გამოსადეგი მხოლოდ პატარა სენსორებისთვის არის, მაგრამ გუნდს სჯერა, რომ მალე ეს მასშტაბები გაიზრდება.

"ჩვენ იმას ვაგროვებთ, რაც ნარჩენად მიიჩნევა და ვცდილობთ, ღირებულ რესურსად ვაქციოთ", — ამბობს ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის ბირთვული ინჟინერი, რეიმონდ ცაო.

დღეს მსოფლიო ენერგეტიკული მოთხოვნების დაახლოებით 10 პროცენტი ბირთვული ენერგიით კმაყოფილდება. ეს იმ წიაღისეული საწვავის ალტერნატივაა, რომელზეც დამოკიდებულნი ვართ. თუ ნარჩენების ჩვენთვის სასარგებლოდ გამოყენება შეიძლება, ბირთვული ენერგია მალე კიდევ უფრო მიმზიდველი არჩევანი გახდება.

ბირთვული ბატარეები ისეთი მოწყობილობებია, რომლებიც რადიაციული დაშლის პროცესს ელექტროენერგიად აქცევს. ამ ტექნოლოგიას ათწლეულებია იყენებენ, თუმცა ჯერ პრაქტიკულად სიცოცხლისუნარიანი არაა. ენერგიის ასე წარმოება ორ ეტაპს მოიცავს: ჯერ სცინტილატორულმა კრისტალებმა რადიაცია სინათლედ უნდა გარდაქმნას, შემდეგ კი მზის ბატარეები ამ სინათლეს ელექტროენერგიად აქცევს.

ამ მეთოდით მომუშავე ბატარეის თავდაპირველი ვარიანტის ზომა 4 კუბურ სანტიმეტრს შეადგენს. ის ორ რადიოაქტიურ წყაროზე, ცეზიუმ 137-სა და კობალტ 60-ზე, გამოცადეს (ეს ორივე იზოტოპი ბირთვული დაშლის ნარჩენია). შედეგად, ბატარეამ 288 ნანოვატი და 1.5 მიკროვატი სიმძლავრე გამოიმუშავა.

"ენერგიის გამომუშავების თვალსაზრისით, ეს მნიშვნელოვანი მიღწევაა", — აღნიშნავს ოჰაიოს უნივერსიტეტის ინჟინერი, იბრაჰიმ ოქსუზი. "ეს ორეტაპიანი პროცესი ჯერ კიდევ განვითარების საწყის სტადიაზეა, თუმცა შემდეგი ნაბიჯი მეტი ენერგიის მიღება იქნება".

ამ ტიპის ბატარეებს მხოლოდ ისეთ ობიექტებთან გამოიყენებენ, სადაც ბირთვული ნარჩენები წარმოიქმნება და არა საჯაროდ. მკვლევრები აღნიშნავენ, რომ თავად ბატარეასთან შეხება უსაფრთხოა და გარემოს არ აბინძურებს. მიუხედავად ამისა, რჩება კითხვა, თუ დამონტაჟების შემდეგ რამდენი ხნით შეძლებს ის ენერგიის მიწოდებას.

"სცინტილატორული და ფოტოვოლტური ელემენტებისთვის რადიაციული მდგრადობის მოთხოვნები საკმაოდ მაღალია. ეს კვლევის ერთ-ერთი მთავარი საკითხია", — წერს გუნდი.

შესაძლებელია, რომ ეს ტექნოლოგია ისეთ გარემოშიც გამოიყენონ, სადაც გამა-გამოსხივება გვხვდება, მაგალითად კოსმოსში. მეცნიერები დარწმუნებულები არიან, რომ იდეა გაამართლებს, თუმცა მისი გაუმჯობესებაა საჭირო.

კვლევის პროცესში გუნდმა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გააკეთა. მათ დაადგინეს, როგორ შეიძლება, კრისტალებისა და მზის ბატარეების კონფიგურაციამ გარდაქმნის ეფექტიანობაზე გავლენა იქონიოს. ისინი ამ ცოდნას უკვე მომავალი კვლევებისთვის გამოიყენებენ.

"ბირთვული ბატარეის იდეა ძალიან პერსპექტიულია", — ამბობს ოქსუზი. "ამის მიუხედავად, მის გასაუმჯობესებლად ჯერ კიდევ ბევრი რამ უნდა გაკეთდეს. მჯერა, რომ მომავალში ეს მიდგომა ენერგეტიკისა და სენსორების ინდუსტრიაში მნიშვნელოვან ადგილს დაიკავებს".

კვლევა გამოცემაში Optical Materials: X გამოქვეყნდა.