نخستین تلفن همراه بیش از چهل سال پیش ساخته شد. البته علم در حال پیشرفت است. و چه کسی در آن زمان فکر می کرد که چهل سال بعد، یک باتری اتمی برای تلفن متولد خواهد شد؟ بله، علم با جهش و مرزها گام بر نمی دارد، اما همچنان در بسیاری از زمینه ها، به ویژه در دوران اخیر، پیشرفت های چشمگیری داشته است. و این مقاله به طور خاص به موضوع استفاده از باتری های اتمی در دستگاه های مدرن اختصاص داده خواهد شد.
معرفی
اکنون بازار گوشی های هوشمند یکی از امیدوارکننده ترین حوزه های الکترونیک است. این منطقه به صورت پویا و بدون توقف برای یک دقیقه در حال توسعه است. به نظر می رسد که آیفون 3 به تازگی به فروش رسیده است و آیفون 6 و آیفون 6 پلاس در حال حاضر در قفسه های فروشگاه های ارتباطات سلولی خودنمایی می کنند. ناگفته نماند که مهندسان این شرکت چه مسیری را طی کردند تا کاربران را با جدیدترین سخت افزار راضی کنند؟
همین را می توان در مورد اندروید و ویندوز فون نیز گفت. یکی دو تا دیگهسال ها پیش، کل کلاس مدرسه دور مرد خوش شانسی که یک گوشی اندرویدی داشت جمع شدند. و هنگامی که شخصی موفق شد شخصاً برنامه ای را بازی کند که در آن می توانید با چرخاندن صفحه نمایش را کنترل کنید (مخصوصاً اگر این بازی از دسته مسابقه بود) به معنای واقعی کلمه از خوشحالی پرتو می کرد.
امروزه هیچ کس از این موضوع شگفت زده نمی شود. حتی دانش آموزان کلاس اولی هم اکنون بی سر و صدا از تلفن های اپل بدون شادی و لذت استفاده می کنند و متوجه نمی شوند که واقعا چقدر خوش شانس هستند. با این حال، آنها به سادگی نمی دانند که زمانی تلفن هایی وجود داشتند که با کمک دکمه های فشاری کار می کردند، نه کنترل های لمسی. که فقط چند بازی روی آن گوشی ها وجود داشت. و اینکه حتی مار روی صفحه نمایش دو رنگ نوکیا 1100 فرصتی برای لذت بی پایان برای بچه های آن زمان بود و تقریباً روزها با آن بازی می کردند.
البته پس از آن بازی ها کیفیت بسیار پایین تری داشتند. امکان استفاده از چنین گوشی هایی برای چندین روز بدون استفاده از شارژ مجدد وجود داشت. اکنون صنعت بازی در زمینه گوشی های هوشمند به سطح بالاتری رسیده است و این امر نیازمند باتری های گوشی های قدرتمندتر است. فکر می کنید جدیدترین و قدرتمندترین گوشی هوشمند از نظر عمر باتری چقدر می تواند دوام بیاورد؟
آیا به باتری اتمی نیاز داریم؟
ما به شما اطمینان می دهیم که حتی با استفاده غیرفعال نیز بعید است که (smarfton) بیش از 3 روز دوام بیاورد. باتری های لیتیوم یونی به عنوان منبع انرژی در گوشی های هوشمند مدرن استفاده می شوند. کمی کمتر رایج استمدل هایی که با باتری های پلیمری کار می کنند. در واقع این گوشی ها تحمل کار خیلی طولانی را ندارند. می توانید آنها را در طول عمر باتری پخش کنید، چند ساعت با آنها فیلم تماشا کنید، که معمولاً از 10 تجاوز نمی کند. سازندگان چنین دستگاه هایی به طور همزمان در چندین جهت رقابت می کنند. فعال ترین مبارزه برای مقام اول تحت معیارهای زیر است:
- مورب صفحه.
- سخت افزار و عملکرد.
- ابعاد (به طور دقیق تر، تلاش برای کاهش ضخامت است).
- منبع تغذیه قدرتمند و مستقل.
همانطور که می بینیم، این سوال که آیا ما به باتری اتمی برای گوشی نیاز داریم یا نه باز باقی می ماند. بر اساس محاسبات دانشمندان، تلفن ها در آینده می توانند به باتری هایی مجهز شوند که بر اساس اصل واکنش عنصر هسته ای به نام تریتیوم کار می کنند. در این صورت، طبق محافظه‌کارانه‌ترین تخمین‌ها، گوشی‌ها می‌توانند تا ۲۰ سال بدون شارژ مجدد کار کنند. چشمگیر است، اینطور نیست؟
ایده باتری اتمی چقدر جدید است؟
ایده ایجاد راکتورهای هسته ای مینیاتوری (ما در مورد باتری های هسته ای صحبت می کنیم) نه چندان دور در ذهن های روشن ظاهر شد. پیشنهاد شد که استفاده از چنین تجهیزاتی در دستگاه های فنی مربوطه نه تنها به رفع مشکل نیاز به شارژ مجدد دائمی، بلکه با مشکلات دیگر نیز کمک می کند.
TASS: باتری اتمی را خودتان انجام دهید. صحبت مهندسان
بیانیه اولدر مورد اختراع باتری که بر اساس انرژی اتمی کار خواهد کرد، توسط یک بخش از یک شرکت داخلی به نام Rosatom ساخته شده است. این مجتمع معدنی و شیمیایی بود. مهندسان گفتند که اولین منبع انرژی که به عنوان باتری اتمی قرار می گیرد، می تواند در اوایل سال 2017 ایجاد شود.
اصل عملکرد در واکنش هایی خواهد بود که با کمک ایزوتوپ "نیکل-63" رخ می دهد. به طور خاص، ما در مورد تابش بتا صحبت می کنیم. جالب اینجاست که باتری ساخته شده بر اساس این اصل می تواند حدود نیم قرن کار کند. ابعاد بسیار بسیار فشرده خواهد بود. به عنوان مثال: اگر یک باتری انگشتی معمولی را بردارید و آن را 30 بار فشار دهید، به وضوح می توانید اندازه یک باتری اتمی را ببینید.
آیا باتری هسته ای ایمن است؟
مهندسان کاملاً مطمئن هستند که چنین منبع تغذیه هیچ خطری برای سلامتی انسان نخواهد داشت. دلیل این اطمینان، طراحی باتری بود. البته، تابش مستقیم بتا هر ایزوتوپ به یک موجود زنده آسیب می رساند. اما، اولا، در این باتری "نرم" خواهد بود. ثانیاً حتی این تشعشع نیز خاموش نمی شود، زیرا در خود منبع تغذیه جذب می شود.
با توجه به این واقعیت که باتری های هسته ای "روسیه A123" تشعشعات را در داخل خود جذب می کنند، بدون اینکه آن را در خارج منتشر کنند، کارشناسان در حال ساخت یک پیش بینی استراتژیک برای استفاده از باتری های هسته ای در زمینه های مختلف پزشکی هستند. به عنوان مثال، می توان آن را در طراحی ضربان سازها معرفی کرد. دوم درجهت امیدوار کننده صنعت فضایی است. در رتبه سوم، البته، صنعت است. خارج از سه برتر، شاخه های زیادی وجود دارد که در آنها می توان با موفقیت از منبع انرژی اتمی استفاده کرد. شاید مهم ترین آنها حمل و نقل باشد.
معایب منبع تغذیه اتمی
به جای باتری هسته ای چه چیزی بدست می آوریم؟ بنابراین، اگر از آن طرف نگاه کنیم، چه خواهیم دید؟ اولاً، تولید چنین منابع انرژی مستقل یک پنی هزینه خواهد داشت. مهندسان نخواستند مبالغ دقیق را ذکر کنند. شاید آنها می ترسیدند که نتیجه گیری های اولیه نادرست بگیرند. با این حال، تخمین تقریبی نه به صورت اعداد، بلکه در کلمات ارائه شد. یعنی «همه چیز خیلی گران است». خوب، این کاملاً قابل انتظار بود، زیرا ماهیت موضوع را به سادگی منطقی تخمین زده بودیم. شاید خیلی زود است که درباره تولید سریال در مقیاس صنعتی صحبت کنیم. فقط می‌توان امیدوار بود که با گذشت زمان، فناوری‌های جایگزینی پیدا شوند که ساخت باتری اتمی را بدون به خطر انداختن قابلیت اطمینان و عملی بودن آن، اما بسیار ارزان‌تر ممکن می‌سازد.
به هر حال، TASS 1 گرم از این ماده را 4 هزار دلار تخمین زد. بنابراین، برای به دست آوردن جرم لازم از ماده اتمی، که استفاده طولانی مدت از باتری را تضمین می کند، در حال حاضر باید 4.5 میلیون روبل هزینه شود. مشکل در خود ایزوتوپ است. در طبیعت، به سادگی وجود ندارد، آنها با استفاده از راکتورهای ویژه ایزوتوپ ایجاد می کنند. تنها سه مورد از آنها در کشور ما وجود دارد. همانطور که قبلا ذکر شد، شاید به مرور زمان امکان پذیر شوداز عناصر دیگر برای کاهش هزینه تولید منبع استفاده کنید.
تامسک. باتری اتمی
اختراع باتری های اتمی تنها توسط مهندسان و طراحان حرفه ای انجام نمی شود. اخیراً یک دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشگاه پلی تکنیک تومسک مدلی از باتری جدید هسته‌ای را توسعه داده است. نام این مرد دیمیتری پروکوپیف است. توسعه آن قادر است به مدت 12 سال به طور معمول کار کند. در این مدت، حتی یک بار هم نیازی به شارژ کردن آن نخواهد بود.
مرکز سیستم یک ایزوتوپ رادیواکتیو به نام "تریتیوم" بود. با استفاده ماهرانه، به شما امکان می دهد انرژی آزاد شده در طول نیمه عمر را در جهت درست هدایت کنید. در این حالت انرژی به صورت قطعات آزاد می شود. شما می توانید بگویید، دوز یا قسمت. یادآوری می کنیم که نیمه عمر این عنصر هسته ای حدود 12 سال است. به همین دلیل است که استفاده از باتری در این مورد در مدت زمان مشخص شده امکان پذیر است.
فواید تریتیوم
در مقایسه با باتری اتمی که دارای آشکارساز سیلیکونی است، باتری اتمی مبتنی بر تریتیوم ویژگی های خود را در طول زمان تغییر نمی دهد. و این مزیت بدون شک آن است، باید توجه داشت. این اختراع در موسسه فیزیک هسته ای نووسیبیرسک و همچنین در موسسه فیزیک و فناوری دانشگاه تومسک آزمایش شد. یک باتری اتمی، که اصل آن مبتنی بر واکنش هسته ای است، چشم اندازهای خاصی دارد. این معمولا در حوزه الکترونیک است. به همراه آن تجهیزات نظامی، دارو وصنعت هوافضا. قبلاً در این مورد صحبت کرده ایم.
نتیجه گیری
با همه هزینه های بالای تولید باتری های اتمی، امیدواریم در آینده نزدیک همچنان آنها را در گوشی ها ببینیم. اکنون چند کلمه در مورد عنصری که اساس باتری را تشکیل می دهد. تریتیوم طبیعتاً هسته ای است. با این حال، تابش این عنصر ضعیف است. نمی تواند به سلامت انسان آسیب برساند. اندام های داخلی و پوست از استفاده ماهرانه آسیب نخواهند دید. به همین دلیل برای استفاده در باتری ها انتخاب شد.
