Bilim İnsanları Nükleer Atıklarla Çalışan Pil Geliştirdi

Nükleer enerji, sera gazı salınımının neredeyse sıfır olması nedeniyle fosil yakıtlara alternatif bir enerji kaynağı olarak ön plana çıkıyor. Ancak, bu enerji kaynağının en büyük problemlerinden biri, radyoaktif atıkların nasıl yönetileceğidir. ABD’de yapılan yeni bir çalışma, bu atıkları değerlendirmek için oldukça ilginç bir çözüm sundu: nükleer atıklardan enerji üreten piller.

Ohio State Üniversitesi’nden Çığır Açan Çalışma

Ohio State Üniversitesi’nden araştırmacılar, nükleer atıklardan yayılan gama radyasyonunu kullanarak mikroçipleri çalıştırabilecek enerji üretmeyi başardı. Şu an bu sistem yalnızca küçük sensörleri besleyebilecek kapasitede olsa da bilim insanları, gelecekte bu teknolojinin daha büyük ölçeklerde uygulanabileceğini düşünüyor.

Araştırma ekibinden nükleer mühendis Raymond Cao, “Atık olarak görülen bir şeyi alıp işe yarar bir kaynağa dönüştürmeye çalışıyoruz,” diyerek projelerinin önemini vurguladı.

Nükleer Enerji ve Atıkların Yönetimi

Dünyadaki enerji ihtiyacının yaklaşık %10’u şu anda nükleer enerji ile karşılanıyor. Eğer bilim insanları, nükleer atıkları verimli bir şekilde kullanmanın bir yolunu bulabilirse, bu enerji kaynağı çok daha cazip hale gelebilir.

Nükleer Piller Nasıl Çalışır?

Nükleer piller, radyoaktif bozunmayı elektrik enerjisine dönüştüren cihazlar olarak uzun yıllardır araştırılmaktadır. Ancak şimdiye kadar bu teknoloji pratik bir kullanıma ulaşamamıştı. Yeni geliştirilen sistemde ise enerji, iki aşamalı bir işlemle üretiliyor:

1. Sintilatör Kristalleri: İlk olarak, özel tasarlanmış sintilatör kristalleri gama radyasyonunu ışığa çeviriyor.
2. Enerji Dönüşümü: Daha sonra, güneş panellerine benzer bir mekanizma ile bu ışık elektrik enerjisine dönüştürülüyor.

Pil Prototipi ve Güç Çıkışı

Geliştirilen prototip pilin boyutu yaklaşık 4 santimetreküptür. Araştırmacılar, bu pilin testlerde iki farklı radyoaktif kaynak olan sezyum-137 ve kobalt-60 kullanılarak denendiğini açıkladı. Pil, sırasıyla 288 nanovat ve 1.5 mikrowatt güç üretebildi.

Ohio State Üniversitesi’nden havacılık mühendisi İbrahim Oksuz, “Bu güç çıkışı açısından çığır açıcı bir sonuç,” diyerek, gelecekte bu teknolojinin daha büyük ölçeklerde uygulanabileceğini belirtti.

Nükleer Atıklardan Güç Üretimi: Kullanım Alanları ve Gelecekteki Uygulamalar

Bu tür nükleer pillerin doğrudan halka sunulması planlanmıyor. Bunun yerine, nükleer atıkların üretildiği tesislerde, düşük bakım gerektiren sensörler ve izleme sistemleri için kullanılmaları öngörülüyor. Araştırmacılar, geliştirilen bataryanın çevreye zarar vermediğini ve doğrudan temas halinde bile güvenli olduğunu belirtiyor.

Ancak, güç kaynağının uzun vadede ne kadar dayanıklı olacağı henüz net değil. Araştırma ekibi, bu teknolojinin sadece nükleer atık tesisleriyle sınırlı kalmayabileceğini, aynı zamanda uzay gibi gama radyasyonunun yoğun olduğu ortamlarda da kullanılabileceğini düşünüyor. Bu sistemin daha büyük ölçekli uygulamalara adapte edilmesi için iyileştirmeler yapılması gerektiği ifade ediliyor.

Verimli Batarya Üretimi İçin Kritik Keşifler

Araştırma sırasında, kristallerin ve güneş hücrelerinin nasıl konumlandırıldığının enerji dönüşüm oranlarını etkilediği keşfedildi. Bu bilgi, gelecekte daha verimli bataryaların üretilmesi için kritik bir adım olarak görülüyor.

İbrahim Oksuz, “Nükleer pil konsepti oldukça umut verici. Geliştirmeye açık pek çok alan var, ancak gelecekte bu yöntemin enerji üretimi ve sensör teknolojisinde önemli bir yer edineceğine inanıyorum,” dedi.