Atomska baterija za telefon: načelo delovanja, prednosti in slabosti

Mobilni telefoni so se pojavili pred približno štiridesetimi leti. Napredek ne miruje. Malo je verjetno, da bi v tistih časih nekdo sanjal, da se bo pojavila atomska baterija za telefon. Napredek je privedel do pomembnih dosežkov na številnih področjih, zlasti v zadnjem času. Ta pregled se bo osredotočil na uporabo atomskih baterij v sodobnih elektronskih napravah.

Sodobna tehnologija

Trg elektronike je eno najbolj obetavnih področij. Vsako leto se to področje razvija vse bolj dinamično. V zadnjem času, iPhone 3 je šel v prodajo, in danes lahko kupite iPhone 8. Strokovnjaki so morali iti daleč, da bi zadovoljili uporabnike s popolno napravami z vidika strojne opreme. Enako velja za Windows Phone in Android. Pred nekaj leti je bil telefon, ki temelji na Androidu, nekaj neverjetnega.

Vsi otroci so sanjali o igranju iger, kjer bi lahko z obračanjem zaslona nadzorovali dejanja glavnega junaka. To je zdaj težko presenetiti. Celo prvi učenci uporabljajo iPhone in od tega ne čutijo posebne navdušenja. Ne bodo več mogli razumeti, da so pred tem obstajali telefoni, ki delujejo na podlagi tipkalnih gumbov, in kar je še slabše, takrat je bilo na telefonih samo 2-3 primitivne igre. Potem za otroke je bila celo kača na enobarvnem zaslonu razlog za neizmerno srečo. Igrajte lahko dan in noč. Igre v tistem času niso bile tako visoke kakovosti. Takšne telefone je bilo mogoče uporabljati več dni brez polnjenja.

Atomska baterija - idealna rešitev za dolge igre

Igre na pametnih telefonih vsako leto dosežejo višjo raven. Zato naprave potrebujejo močnejše baterije. Koliko lahko najmočnejši pametni telefon z veliko življenjsko dobo baterije ostane danes? S pasivno uporabo bo takšna naprava trajala največ tri dni. Zato so se inženirji odločili, da bodo postavili vprašanje ustvarjanja celice atomske baterije. Danes pametni telefoni običajno uporabljajo vire energije. litij-ionske baterije. Manj skupni elementi, ki delujejo na polimerne baterije. Takšni telefoni dejansko ne vzdržujejo dolgega delovanja. V nekaj urah lahko za njih predvajate ali gledate filme.

Ali se lahko atomska baterija uporablja v pametnih telefonih?

Večina podjetij, ki se ukvarjajo s proizvodnjo pametnih telefonov, tekmujejo na naslednjih kazalnikih:

• diagonala zaslona;
• hitrost;
• dimenzije (praviloma je boj za zmanjšanje debeline naprav);
• trajanje baterije naprave.

Trenutno je vprašanje, kako se lahko jedrska energija uporablja za ustvarjanje sodobnih pametnih telefonov, še vedno pomembno. Po mnenju znanstvenikov se bodo v bližnji prihodnosti pojavile naprave, ki jih je mogoče opremiti z baterijami, ki delujejo v skladu z načelom reakcije jedrskega elementa. V tem primeru bodo telefoni delovali brez dodatnih stroškov za do 20 let. To življenjsko dobo baterije ne more ne vdreti.

Kako je prišlo do zamisli o bateriji?

Atomska baterija - precej sodoben razvoj XXI stoletja. Definitivno je ta izum odprl veliko število priložnosti v dejavnosti kopenskih in vesoljskih dejavnosti. Toda ali res ni škodljivo za zdravje, kot pravijo povsod?

Zamisel o nastanku majhnih jedrskih reaktorjev se je nedavno razširila. Znanstveniki so predlagali, da se bo taka baterija za telefon znebila problema potrebe po ponovnem polnjenju. Prvi prototip baterije, ki v svojem delu uporablja atomsko energijo, so govorili o ruskem podjetju Rosatom. Posebnih posebnosti ni bilo. Kot pravijo inženirji, lahko prvi kompaktni atomski reaktor izdelamo leta 2017. Načelo delovanja takšne baterije bo sestavljena iz uporabe energije kemičnih reakcij, ki se pojavijo ob sodelovanju izotopa niklja. Več o tem govorimo o beta sevanju. Zanimivo je dejstvo, da bo baterija, izdelana po tem načelu, delovala 50 let. Velikost tega elementa bo precej kompaktna. Da bi dobili idejo, kakšne dimenzije bo imela jedrska baterija, je dovolj, da si predstavljate, da je bila preprosta baterija 30-krat zmanjšana.

Varnost baterije

Kar se tiče varnosti, so strokovnjaki prepričani, da atomska baterija ne bo negativno vplivala na človeško telo. Razlog za takšno zaupanje je edinstven dizajn. Neposredno beta-sevanje brez dvoma negativno vpliva na vse žive organizme. Vendar pa je treba upoštevati, da bo v takih baterijah "mehka". Tudi če se takšno sevanje ne bo izteklo, se bo absorbiralo v baterijski celici. Ker bo atomska baterija sposobna absorbirati sevanje v notranjosti, ne da bi mu omogočila, da gre ven, strokovnjaki danes predvidevajo uporabo takšnih baterijskih naprav na medicinskem področju. Take baterije se lahko na primer uporabijo pri gradnji srčnih spodbujevalnikov.

Druga obetavna smer za uporabo takšnih baterij je vesoljska industrija. Industrija je na tretjem mestu. Poleg teh glavnih industrij je veliko dodatnih projektov, v katerih se lahko uporablja atomska baterija. Eno najpomembnejših področij bi lahko bila transportna industrija.

Glavne pomanjkljivosti

Kaj nam daje jedrsko baterijo? Prednosti in slabosti te baterije bodo podrobneje obravnavane kasneje. Najprej je treba omeniti, da je lahko proizvodnja takšnih avtonomnih virov energije precej draga. Znanstveniki in inženirji se še niso odločili poimenovati točne stroške takšnega razvoja. Morda se samo bojijo prenagljenih zaključkov. Vendar pa obstaja groba ocena.

Ko govorimo v dostopnem jeziku, bo ta tehnologija zelo draga. Bilo je vredno čakati, če bi bilo malo logične misli. Verjetno je prezgodaj razmišljati o sproščanju takšnih baterij v industrijskem obsegu. Lahko samo upamo, da bodo znanstveniki lahko našli alternativne tehnologije, ki bodo pomagale razviti poceni mobilni jedrski reaktor brez nevarnosti onesnaženja zaradi sevanja. In najverjetneje se bo to zgodilo v bližnji prihodnosti.

Veliko jih zanima, koliko stane atomska baterija. Doslej so bile podane samo predhodne ocene stroškov za 1 gram aktivne snovi takšne baterije: 4.000 $. Izkazalo se je, da bo proizvodnja ene take naprave baterijo bo treba porabiti približno 4,5 milijona rubljev. Glavna težava je povezana s proizvodnjo samega izotopa. V svoji čisti obliki v naravi se ne pojavlja. Za njegovo izdelavo morate uporabiti posebne reaktorje. V naši državi so samo trije taki reaktorji. Morda se bo sčasoma razvila tehnologija, ki bo omogočila uporabo drugih elementov za proizvodnjo, kar bo zmanjšalo stroške proizvodnje tega elementa.

Načelo baterije

Ne samo strokovnjaki se borijo s problemom ustvarjanja atomske baterije. Nedavno je mladi znanstvenik iz Tomska ustvaril prototip baterije, ki deluje na osnovi jedrske reakcije. Kako deluje taka atomska baterija? Načelo delovanja tega razvoja je uporaba izotipa tritija. S pravilno uporabo lahko energijo, pridobljeno med razpolovnim časom tega elementa, usmerimo v pravo smer. Atomska baterija na osnovi tritija bo delovala v pravilnem načinu 12 let. Za to časovno obdobje baterije ni treba polniti. Prav tako je treba omeniti, da se energija sprosti v majhnih količinah.

Tritij: prednosti

Kakšne so prednosti atomske baterije za telefon? Kako dolgo bo trajala ta baterija? Naprava na osnovi tritija sčasoma ne bo spremenila svojih prvotnih lastnosti. To je nedvomna prednost. Izum je bil preizkušen na Inštitutu za jedrsko fiziko v Novosibirsku. Tudi eksperimentalni model je bil testiran na Univerzi v Tomsku.

Baterija na osnovi niklja

Zaposleni v Zveznem državnem enotnem podjetju "Rudarsko-kemijski kombinat" so izrazili pripravljenost za izdelavo prototipa atomske baterije na osnovi niklja. Glavna aktivna komponenta v takšni bateriji je izotop niklja. Ta element je sposoben zagotoviti avtonomno delovanje elektronike pol stoletja. Načelo delovanja akumulatorske celice temelji na beta-voltaičnem učinku. To je nekoliko podoben fotoelektrični učinek. Elektro-luknje v polprevodniški rešetki nastanejo zaradi vpliva beta delcev. Za pridobitev izotopa niklja se obseva 63 tarč niklja-62.

Poleg dolgega obratovalnega časa lahko kompaktne dimenzije pripišemo tudi prednostim takšnih baterij. Hkrati bodo te baterije popolnoma varne za zdravje. Takšne prednosti naredijo atomske baterije še posebej privlačne za mnoga področja človeške dejavnosti.

Vidiki baterije

Jedrska baterija, ki deluje na podlagi jedrske reakcije, ima velike možnosti za uporabo. Takšna naprava bo še posebej uporabna na področju elektronike. Vendar ga lahko uporabljate ne le kot baterijo telefona. Kompaktni reaktor se bo verjetno uporabljal tako v vojaški in vesoljski industriji kot tudi v medicini.

Za zaključek

Atomske baterije so neverjeten dosežek znanosti, saj lahko samo takšne tehnologije sodobnega sveta prenesejo visoke in nizke temperature, delajo v različnih razmerah.

Kljub sorazmerno visokim stroškom proizvodnje atomskih baterij, lahko le upamo, da bomo lahko videli takšne izdelke v najnovejših modelih telefonov. Samo element, ki bo vzet za osnovo takšne baterije, povzroča določena vprašanja. Seveda je tritij po svoji naravi jedrski element. Vendar ima še vedno precej šibko sevanje. Ta snov ne bo škodovala človeškemu telesu. S pravilno uporabo akumulatorja koža in notranji organi ne bodo prizadeti. Zato je ta element danes najverjetnejši kandidat za oblikovanje kompaktne atomske baterije.