ابتكار أول بطارية نووية من الكربون المشع تدوم 100 عام
وذكر تقرير إعلامي أنه يمكن استخدام هذه البطارية لتشغيل الأجهزة في المناطق النائية، من أعماق البحار إلى الفضاء الخارجي.
ومع تطلع العالم إلى التحول لمصادر طاقة أنظف، يعمل العلماء على إيجاد حلول مبتكرة تلبي احتياجات الطاقة دون التسبب في ارتفاع درجة حرارة الكوكب، وبينما حققت طاقة الرياح والطاقة الشمسية نجاحاً تجارياً، فإن توليد الطاقة متقطع ويعتمد على مصدر خارجي، مما يجعله غير موثوق به في المناطق النائية، وفق 'إنترستينغ إنجينيرينغ'.
ومن ناحية أخرى، تستخدم البطارية النووية الطبيعة المشعة للنظائر لتوليد الكهرباء، وبما أن عمر النصف للمادة المشعة يمتد عادةً إلى مئات السنين، يمكن أن تكون البطاريات النووية مصدراً موثوقاً للطاقة لفترات زمنية أطول. وأنجز العلماء في جامعة نورث ويست نورمال أول بطارية نووية من هذا النوع في الصين باستخدام الكربون-14، وهو نظير كربون شائع الاستخدام ولكنه نادر بنفس القدر، يُعرف باسم 'الكربون المشع'.
بطارية الكربون المشع ويوجد الكربون في الطبيعة بثلاثة نظائر، ويُعد الكربون-12 أكثرها وفرةً، حيث يُمثل 99.8% من إجمالي الكربون الموجود على كوكب الأرض.
ويُشكل الكربون-13 حوالي 1% من الكربون، بينما يُعد الكربون-14 نادرا جدا، إذ لا يوجد إلا مرة واحدة في مليار ذرة كربون.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الدستور
منذ 4 ساعات
- الدستور
علماء يطوّرون سبيكة قد تغيّر مستقبل الإلكترونيات الكمومية
وكالات في إنجاز علمي قد يُحدث تحولًا جذريًا في عالم الإلكترونيات المتقدمة، نجح فريق من الباحثين الألمان في تطوير سبيكة شبه موصلة فريدة تجمع بين أربعة عناصر من المجموعة الرابعة في الجدول الدوري: الكربون (C)، السيليكون (Si)، الجرمانيوم (Ge)، والقصدير (Sn). الدراسة، التي أُجريت من قبل باحثين في مركز "يوليش" للأبحاث (FZJ) ومعهد "لايبنتس" للإلكترونيات الدقيقة، ونُشرت في مجلة Advanced Materials، توصلت إلى سبيكة جديدة أُطلق عليها اسم CSiGeSn، تمتاز بخصائص إلكترونية وبصرية متقدمة، وقدرة على العمل ضمن تقنيات التصنيع الحالية للرقائق الإلكترونية، مما يجعلها مرشحًا واعدًا لاستبدال السيليكون في عدد من التطبيقات المتطورة. وقال الدكتور "دان بوكا"، أحد المشاركين في الدراسة: "بدمج هذه العناصر الأربعة، حققنا أخيرًا الهدف طويل الأمد: إنشاء شبه موصل قائم فقط على عناصر المجموعة الرابعة، وهو ما يمنح المادة خصائص استثنائية ومتوافقة مع المعايير الصناعية". وتُعد هذه السبيكة أول مادة من نوعها تتيح التحكم الدقيق في خاصية "عتبة الطاقة" — وهي العامل الأساسي الذي يحدد قدرة المادة على توصيل التيار أو انبعاث الضوء. ويُشكل هذا الاختراق العلمي خطوة مهمة نحو: - استبدال السيليكون في الأجهزة الكمومية والمكونات الإلكترونية المتقدمة. - دمج تقنيات الليزر والفوتونيات مباشرة على نفس الرقاقة الإلكترونية. - تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية في الأجهزة الصغيرة مثل المستشعرات والساعات الذكية. - تصنيع رقائق ذكية بتكلفة منخفضة دون الحاجة لتغيير بنية مصانع الإنتاج الحالية. ويُذكر أن محاولات سابقة لدمج السيليكون والجرمانيوم والقصدير قد نجحت في مجالات مثل الثنائيات الباعثة للضوء وكواشف الضوء، إلا أن إدخال الكربون في هذه السبيكة كان يمثل تحديًا تقنيًا ضخمًا، نظرًا لصغر حجمه الذري وسلوكه الإلكتروني الفريد. لكن بفضل تقنيات هندسية متقدمة، تمكّن الفريق من التغلب على هذه العقبة، مما مكّن السبيكة من التحكم في خواصها الطاقية بدقة غير مسبوقة، وهو ما يُعد خطوة رئيسية نحو الجيل الجديد من معالجات الكمّ، ومصادر الطاقة المصغرة، والأنظمة البصرية المدمجة. ومع وصول السيليكون إلى حدود أدائه الفيزيائي، تُمثّل CSiGeSn خيارًا استراتيجيًا واعدًا في سباق تطوير الإلكترونيات الكمومية والضوئية. ويعتقد الباحثون أن هذه المادة الفريدة قد تصبح قريبًا حجر الزاوية في تصميم معالجات المستقبل، ليس فقط لأجهزة الكمبيوتر الكمومية، بل أيضًا لأنظمة الطاقة المصغّرة والذكاء الاصطناعي. " "Advanced Materials"
جفرا نيوز
منذ 4 ساعات
- جفرا نيوز
صدفة تكشف عن أحد أندر معادن الأرض
جفرا نيوز - في مفاجأة علمية غير متوقعة، أعلن فريق بحثي ألماني عن اكتشاف معدن يصنف بين أندر المعادن على سطح الكوكب. وتم هذا الاكتشاف في ظروف غريبة داخل قبو مكتب ولاية بافاريا للبيئة، وهو يضاعف الكمية المعروفة سابقا من هذا المعدن الثمين الذي لم يعثر عليه سوى في 30 موقعا عبر ثماني دول فقط حول العالم. و عثر العلماء، بقيادة رولاند إيخهورن، رئيس قسم الجيولوجيا في مكتب ولاية بافاريا للبيئة (LfU)، بالصدفة، على ست كتل صفراء من المعدن النادر المسمى "هومبولتين" (Humboldtine). ويعود تاريخ اكتشاف هذا المعدن الفريد إلى عام 1821، عندما عثر عليه لأول مرة في منجم فحم بني مهجور في التشيك. وقد سمي "هومبولتين" تيمنا بعالم الطبيعة الشهير ألكسندر فون هومبولت، ويحظى هذا المعدن بقيمة استثنائية بين جامعي المعادن نظرا لندرته الشديدة. وبدأت القصة عندما كلف مكتب ولاية بافاريا للبيئة (LfU) موظفيه بمشروع طموح لرقمنة أرشيفه الجيولوجي الذي يضم أكثر من 13 ألف عينة صخرية جمعت على مدى 250 عاما. وأثناء هذه العملية الروتينية، عثر أحد الأرشيفيين على مفاجأة غير متوقعة: ملاحظة قديمة يعود تاريخها إلى عام 1949 كتبها صاحب منجم "ماتياس" بالقرب من شفاندورف، يذكر فيها وجود معدن الهومبولتين في منجمه. وما أثار حيرة إيشهورن وفريقه هو أن هذه العينات النادرة لم تكن مسجلة في أي مكان ضمن فهارس المجموعة الجيولوجية الشاسعة. وبعد بحث مضن عبر آلاف العينات، اكتشفوا أخيرا تلك الكنوز المنسية مخبأة في درج عتيق، داخل صندوق يحمل تسمية "أوكساليت" (المعدن العضوي بالألمانية). وقال إيخهورن إن هذا الاكتشاف "ضربة حظ غير متوقعة"، واصفا المعدن بأنه "خليط بين الجماد والحياة"، حيث يعد الهومبولتين ظاهرة جيولوجية فريدة لأنه يجمع بين خصائص غير عادية. فعلى الرغم من أن تركيبته البلورية تحتوي على عناصر الحياة الأساسية من كربون وأكسجين وماء مثل كل الكائنات الحية، إلا أن ما يميزه هو ارتباط هذه العناصر بذرات الحديد بشكل خاص. ويتشكل هذا المعدن فقط في ظروف نادرة عندما تتعرض صخور غنية بالحديد لأحماض معينة في بيئة رطبة، ما ينتج عنه تبلور تلك الكتل الصفراء. لكن اللغز الحقيقي الذي حير العلماء هو كيفية تشكل هذا المعدن في منجم "ماتياس" للفحم البني. فمن المعروف جيولوجيا أن الفحم البني (أو الليغنيت) هو أحد أقل أنواع الوقود الأحفوري نقاء، كما أن بيئته لا توفر عادة الظروف المثالية لتشكل معادن مثل الهومبولتين. ومع ذلك، أكدت التحاليل المخبرية الدقيقة أن هذه العينات هي بالفعل ذلك المعدن النادر. وقبل هذا الاكتشاف، لم يكن معروفا سوى وجود كمية صغيرة جدا من هذا المعدن لا تتجاوز بحجمها بضعة المليمترات، ما يجعل الاكتشاف الجديد ذو الحجم الأكبر لغزا محيرا للعلماء. ولسوء الحظ، فإن منجم "ماتياس" الذي عثر فيه على هذه العينات قد أغلق أبوابه عام 1966، ثم غمرته المياه بعد عقود، ما يجعل أي محاولة لدراسة الموقع الأصلي واكتشاف المزيد من العينات مهمة مستحيلة عمليا.
عمون
منذ 2 أيام
- عمون
ابتكارات العشب الاصطناعي: أسطح اللعب من الجيل القادم بأداء محسن
- تحليل شامل للتقنيات المتطورة في العشب الاصطناعي التي تشمل امتصاص الصدمات وتنظيم الحرارة ومتانة تنافس الأسطح الطبيعية. -ابتكارات العشب الاصطناعي: تطوير أسطح اللعب المتقدمة عمون - التطورات الحديثة في تقنيات العشب الاصطناعي تعيد تشكيل صناعة الرياضة بشكل جذري. هذه الابتكارات لا تقتصر على تحسين الأداء الرياضي فحسب، بل تؤثر على جوانب متعددة من تجربة المشاهدة والتحليل الرياضي، وحتى على منصات التحليل الرياضي مثل 1xbet الأردن التي تعتمد على بيانات دقيقة حول أداء الملاعب. الأرقام الجديدة تشير إلى أن الاستثمار في تقنيات العشب المتطورة يحقق عائداً يفوق 300% خلال العقد الأول من التشغيل. الثورة التقنية في هذا المجال تشمل تطوير مواد ذكية تتفاعل مع الظروف البيئية والاستخدام. المختبرات المتخصصة تعمل على ألياف قادرة على تغيير خصائصها بناءً على نوع الرياضة الممارسة ومستوى النشاط. هذا التطور يمثل نقلة نوعية في تصميم الملاعب الرياضية. التقنيات المتطورة في امتصاص الصدمات الأبحاث الحديثة في مجال امتصاص الصدمات تقدم حلولاً مبتكرة لحماية اللاعبين. تقنيات امتصاص الصدمات في الملاعب الرياضية تظهر تحسناً بنسبة 45% في تقليل إصابات الركبة والكاحل مقارنة بالأجيال السابقة. الطبقات المتعددة الجديدة تتضمن مواد متقدمة مثل البوليمرات المرنة وألياف الكربون المصغرة. التطويرات الرئيسية تشمل: الدراسات الحديثة من معهد الطب الرياضي في برلين تؤكد أن الملاعب المجهزة بأنظمة امتصاص الصدمات المتطورة تقلل معدل الإصابات بنسبة 38%. هذه النتائج دفعت الاتحادات الرياضية لوضع معايير جديدة لسلامة الملاعب. تنظيم الحرارة والراحة الحرارية إدارة درجات الحرارة في العشب الاصطناعي تمثل تحدياً تقنياً معقداً. أنظمة التبريد في الملاعب الاصطناعية تقدم حلولاً تقلل درجة حرارة السطح بمعدل 20-25 درجة مئوية في الأيام الحارة. التقنيات الجديدة تستخدم مواد عاكسة للأشعة تحت الحمراء وأنظمة تبريد بالرذاذ المدمجة. البحوث في جامعة الملك سعود أظهرت أن الملاعب المزودة بأنظمة تنظيم الحرارة المتطورة تسجل تحسناً بنسبة 35% في أداء اللاعبين خلال المباريات الصيفية. هذه النتائج تؤكد أهمية الاستثمار في التقنيات الحرارية المتقدمة. المواد الحديثة تتضمن ألياف السيليكون المعدلة وطبقات عاكسة متخصصة. شركة في الإمارات طورت نظاماً يقلل استهلاك الطاقة للتبريد بنسبة 60% مقارنة بالأنظمة التقليدية. هذا الابتكار يوفر وفورات تشغيلية كبيرة للأندية الرياضية. أنظمة التبريد الجديدة تعمل بطريقة تلقائية، حيث تنشط عند وصول درجة الحرارة لحدود معينة. التقنية المستخدمة تشبه أنظمة التبريد في المركبات الفضائية، مما يضمن كفاءة عالية واستهلاك طاقة منخفض. الدوام والاستدامة البيئية متانة العشب الاصطناعي الحديث تفوق التوقعات السابقة بشكل كبير. البيانات الجديدة تشير إلى عمر تشغيلي يصل إلى 15-20 عاماً للأنواع المتطورة، مقارنة بـ 8-10 سنوات للأجيال السابقة. هذا التحسن يأتي من استخدام ألياف البولي إيثيلين المحسنة وتقنيات التثبيت المتطورة. الاستدامة البيئية تمثل محوراً مهماً في التطوير الحديث. المواد المعاد تدويرها تشكل 85% من مكونات العشب الجديد، مع إمكانية إعادة تدوير كامل في نهاية العمر التشغيلي. هذا النهج يقلل البصمة الكربونية بنسبة 70% مقارنة بالعشب الطبيعي. تقنيات الصيانة الذكية تستخدم أجهزة استشعار لمراقبة حالة العشب وتحديد احتياجات الصيانة بدقة. هذا النظام يقلل تكاليف الصيانة بنسبة 40% ويطيل العمر الافتراضي للملعب. البحوث المستمرة تركز على تطوير مواد حيوية قابلة للتحلل جزئياً، مما يحسن التوافق البيئي دون التأثير على الأداء. معهد التقنية في قطر يعمل على مشروع لتطوير عشب اصطناعي بنسبة 40% من المواد الحيوية. التحليلات المتقدمة تشير إلى أن الاستثمار في العشب الاصطناعي المتطور يحقق وفورات تشغيلية تصل إلى 2.5 مليون دولار على مدى 15 عاماً للملاعب الكبيرة. هذه الأرقام تشمل توفير المياه والأسمدة وتكاليف الصيانة المستمرة. الشركات المصنعة تطور الآن أنظمة تشخيص ذاتي تنبه إلى أي تدهور في جودة السطح قبل تأثيره على الأداء. هذه التقنية تستخدم شبكة من المستشعرات الدقيقة المدمجة في طبقات العشب لرصد التغيرات الطفيفة. التطوير المستقبلي يتجه نحو دمج تقنيات الواقع المعزز لتدريب اللاعبين وتحليل الأداء مباشرة على سطح الملعب. هذا التطور سيفتح آفاقاً جديدة في عالم التدريب الرياضي والتحليل التكتيكي. الابتكارات الحديثة في مجال العشب الاصطناعي تقدم حلولاً شاملة تجمع بين الأداء الرياضي العالي والاستدامة البيئية والكفاءة الاقتصادية. التطورات المستقبلية تتجه نحو دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي لتحسين الأداء والصيانة التنبؤية.
