حال ہی میں، چینی سائنسدانوں نے نیچر میگزین میں جوہری توانائی کی بیٹریوں پر اپنی تحقیق کے نتائج کا باضابطہ اعلان کیا۔ اس کے مطابق، ڈونگ وو یونیورسٹی (چین) کے پروفیسر وانگ شو آو کی تحقیقی ٹیم نے اس قسم کی بیٹری بنانے کے لیے تابکار آاسوٹوپس سے نکلنے والی الفا شعاعوں کا استعمال کیا۔

فی الحال، 4 سے 6 میگا الیکٹران وولٹ (MeV) تک، ان کی زیادہ زوال پذیر توانائی کی وجہ سے، الفا تابکار آاسوٹوپس مائکرو نیوکلیئر بیٹریوں کے لیے روشن "امیدوار" ہیں۔ الفا شعاعوں کی ممکنہ توانائی بیٹا تابکار آاسوٹوپ کان کنی کے آلات سے کہیں زیادہ ہے۔ دریں اثنا، بیٹا تابکار آاسوٹوپس کی سب سے زیادہ کشی توانائی تقریباً دسیوں کلو الیکٹران وولٹ (KeV) ہے۔

اگرچہ کارکردگی روایتی بیٹریوں کے مقابلے میں 8,000 گنا زیادہ ہے، لیکن مائکرو نیوکلیئر بیٹری میں اب بھی کچھ حدود ہیں کیونکہ ٹھوس میں انتہائی مختصر دخول کی وجہ سے الفا ذرات خود جذب ہونے کے اثر سے بہت زیادہ توانائی کھو دیتے ہیں۔ تحقیقی ٹیم کے سربراہ پروفیسر ووونگ تھو آو کے مطابق: "خود کو جذب کرنے کا اثر الفا ریڈیوآئسوٹوپ مائکرو نیوکلیئر بیٹری کی اصل صلاحیت کو نظریاتی بیٹری سے کہیں زیادہ کم کر دیتا ہے۔"

462545951_502359769364359_3303031661309682622_n.jpg
چینی سائنسدانوں کی تخلیق کردہ مائکرو نیوکلیئر بیٹری کی مثال۔ تصویر کا ذریعہ: SCMP

مائکرو نیوکلیئر بیٹری کے ڈیزائن میں ایک مربوط تہہ ہے جو الفا تابکاری سے زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھانے کے لیے شمسی سیل کی طرح کام کرتی ہے۔ ٹیم نے ایک انرجی کنورٹر کو شامل کیا - آاسوٹوپ کے ارد گرد ایک پولیمر پرت جو تابکاری کے دوران جاری ہونے والی توانائی کو منتقل کرتی ہے۔ فوٹو وولٹک سیل کی طرح روشنی اور بجلی میں تبدیل کر کے۔

اس تحقیق کے مطابق، مصنوعی تابکار مادہ 243Am کی صرف 11 مائیکرو کیوریز (μCi) کا استعمال کرتے ہوئے، کمپلیکس نے آاسوٹوپ کے کشی کے عمل سے خارج ہونے والی الفا شعاعوں سے روشنی پیدا کی۔ ایک اور تجربے میں، luminescence پاور کا تعین 11.88 نینو واٹس (nW) کیا گیا، جس میں زوال کے عمل سے توانائی کو روشنی میں تبدیل کرنے کی کارکردگی 3.43% تک پہنچ گئی۔

تحقیقی ٹیم نے کہا کہ فوٹو وولٹک نیوکلیئر بیٹری جو تابکاری کو برقی توانائی میں تبدیل کرتی ہے اس کی زندگی لمبی ہوتی ہے اور درجہ حرارت کی تبدیلیوں سے آزادانہ طور پر کام کرتی ہے۔ خاص طور پر، تجرباتی مائکرو نیوکلیئر بیٹری کی پاور کنورژن کی کل کارکردگی 0.889% ہے اور یہ 139 مائیکرو واٹس/کیوری پیدا کرتی ہے۔

تحقیقی ٹیم کی طرف سے تیار کردہ مائکرو نیوکلیئر بیٹری کی تھیوریوں اور بہت سے تجربات کے ذریعے سختی سے تصدیق کی گئی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ اس کی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی روایتی بیٹری کے ڈھانچے سے 8,000 گنا زیادہ ہے۔

اسی طرح، پاور کنورٹر بھی انتہائی مستحکم ہے، کارکردگی کے پیرامیٹرز 200 گھنٹے سے زیادہ مسلسل آپریشن کے لیے تقریباً مستقل رہتے ہیں۔ مصنوعی تابکار مواد کی 243Am کی نصف زندگی کے ساتھ، مائکرو نیوکلیئر بیٹری کی عمر کئی صدیوں تک ہوتی ہے۔

بیٹری کی ساخت (تصویر 1)، انرجی کنورٹر کی خصوصیات (تصویر 2)، نظریاتی اور تجرباتی تحقیقی نتائج (تصویر 3)، اور بیٹری کی کارکردگی کے نتائج (تصویر 4)۔ تصویری ماخذ: چائنا کلی ریسرچ لیبارٹری آف نیوکلیئر میڈیسن اینڈ ریڈی ایشن سیفٹی۔

"یہ حالیہ دہائیوں میں جوہری بیٹریوں میں ہونے والی اہم پیش رفتوں میں سے ایک ہے،" چائنا سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ڈیلی نے تبصرہ کیا۔ یہ تحقیق نہ صرف جوہری توانائی کے لیے چین کی تزویراتی اور حفاظتی ضروریات کو پورا کرتی ہے بلکہ جوہری ایندھن کے چکر سے باہر جوہری فضلے اور ایکٹینائیڈ نیوکلائیڈز کے استعمال کے لیے ایک نیا طریقہ بھی پیش کرتی ہے۔

ایس سی ایم پی اخبار نے اس طرح اندازہ کیا: "کچھ آاسوٹوپس کی طویل نصف زندگی اور اعلی توانائی والے الفا کی کمی خود کو جوہری فضلہ کے تابکار زہریلے کی شکل میں ظاہر کرتی ہے۔ تاہم، یہ آاسوٹوپس اب بھی طویل زندگی اور اعلی توانائی کا فائدہ لاتے ہیں۔"

پروفیسر وانگ شو آو ایک چینی سائنسدان ہیں جنہوں نے جوہری فضلے اور گندے پانی کی صفائی کے منصوبوں کے ساتھ ساتھ حادثات پر ہنگامی ردعمل پر تحقیق میں بھی بڑی کامیابیاں حاصل کی ہیں۔ انہوں نے پائیدار اور محفوظ جوہری ترقی کے لیے چین کی اسٹریٹجک ضروریات پر توجہ مرکوز کرنے میں کئی سال گزارے ہیں۔

دنیا کے معروف نینو ٹیکنالوجی سائنسدان چین میں حصہ ڈالنے کے لیے وطن واپس روانہ ہو گئے - 63 سال کی عمر میں، دنیا کے معروف نینو ٹیکنالوجی سائنسدان مسٹر وونگ ٹرنگ لام نے تقریباً 30 سال تک امریکہ میں کام کرنے کے بعد وطن واپس آنے کا فیصلہ کیا۔