Ატომური ბატარეა და მისი ოპერაციის პრინციპი

პირველი მობილური ტელეფონი შეიქმნა ორმოცზე მეტი წლის წინ. მეცნიერება მიმდინარეობს, რა თქმა უნდა. და ვინ იფიქრა იმ დროს, რომ ორმოცი წლის შემდეგ ატომური ბატარეა ტელეფონი გაათავისუფლებდა ? დიახ, მეცნიერება არ ცდილობს სწრაფვა და საზღვრები, მაგრამ მაინც მნიშვნელოვანი გარღვევები ბევრ სფეროში, განსაკუთრებით ბოლო დროს. და ამ სტატიას მიეძღვნება სპეციალურად თანამედროვე აპარატურის ატომური ბატარეების გამოყენება.

შესავალი

ახლა სმარტფონების ბაზარი ელექტრონიკის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული რეგიონია. ეს სფერო დინამიურად ვითარდება, წუთიანი შეჩერების გარეშე. როგორც ჩანს, მხოლოდ იყიდება იყიდება iPhone 3, და თაროებზე მობილური ტელეფონები უკვე flaunting iPhone 6 და iPhone 6 Plus. რა თქმა უნდა, რა გზით მოხდა კომპანიის ინჟინრები, გთხოვთ, უახლესი ტექნიკით სარგებლობდნენ?

იგივე შეიძლება ითქვას Android- ისა და Windows Phone- ის შესახებ. რამოდენიმე წლის წინ მთელი სკოლის კლასმა მოიყარა ლაკის ბიჭი, რომელსაც ჰქონდა Android ოპერაციული სისტემა. როდესაც პირადად პირადად მოახერხა პირადად მოქმედებები, რომლითაც შეგიძლიათ გააკონტროლონ ეკრანი (განსაკუთრებით მაშინ, თუ ეს თამაში იყო რბოლების კატეგორიიდან), ის სიტყვასიტყვით ბედნიერებას უთმობდა.

ამჟამად ეს აღარ არის გასაკვირი. მაშინაც კი, პირველი graders კი მშვიდად გამოიყენოთ Apple ტელეფონები გარეშე ბევრი სიხარული და აღტკინება, არ წარმოიდგენს, თუ როგორ მართლაც გაუმართლა. მიუხედავად ამისა, მათ უბრალოდ არ იციან, რომ კიდევ ერთხელ იყვნენ ტელეფონები, რომლებიც მუშაობენ ღილაკზე, ვიდრე შეხებაზე, კონტროლს. ეს ტელეფონები მხოლოდ რამდენიმე თამაშები იყო. და ისიც, რომ ნოკია 1100-ის ორი ტონიანი ეკრანის გველიც კი იყო, იმ დროს ბავშვებისთვის გაუთავებელი ენთუზიაზმით და თითქმის მთელი დღის განმავლობაში ითამაშა.

რა თქმა უნდა, მაშინ თამაშები უფრო ნაკლებად ხარისხიანი იყო. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ტელეფონები რამდენიმე დღის განმავლობაში გადატენვის გარეშე. ახლა თამაშის ინდუსტრიაში სმარტფონების სფეროში მიაღწია უფრო მაღალ დონეს, რაც მოითხოვს უფრო ძლიერ სატელეფონო ბატარეებს. რამდენად, თქვენი აზრით, არის ყველაზე თანამედროვე, ყველაზე ძლიერი სმარტფონი ავტონომიურ ოპერაციებთან დაკავშირებით, რომელსაც შეუძლია გადარჩენა?

გვჭირდება ატომური ბატარეა?

ჩვენ გარწმუნებთ, რომ პასიურობითაც კი (სმარტფონი) ნაკლებად სავარაუდოა 3 დღის განმავლობაში. როგორც თანამედროვე სმარტფონების ძალაუფლების წყაროები , ლითიუმ-იონური ბატარეები გამოიყენება. პატარა ნაკლებად საერთო არის მოდელები, რომლებიც აწარმოებენ პოლიმერის ბატარეებს. სინამდვილეში, ეს ტელეფონები ძალიან დიდხანს ვერ გაუძლებს. თამაში მათ დროს ბატარეის, უყურებს მათ ფილმები შეიძლება რამდენიმე საათში, რომელიც, როგორც წესი, არ აღემატება ათი. ამგვარი მოწყობილობების მწარმოებელი კომპანიები ერთდროულად რამდენიმე მიმართულებას აწარმოებენ. ყველაზე აქტიურია ბრძოლა პირველი კრიტერიუმით:

- ეკრანის დიაგონალი.

- აპარატურა და შესრულება.

- ზომები (უფრო კონკრეტულად კი, ბრძოლა არის სისქის შემცირება).

- ძლიერი ავტონომიური წყარო.

როგორც ვხედავთ, კითხვაზე თუ არა ჩვენ გვჭირდება ატომური ბატარეა ტელეფონი ღიაა. მეცნიერთა გათვლებით, ტელეფონები მომავალში შეიძლება აღჭურვილი იყოს ბატარეებით, რომლებიც მოქმედებს ბირთვული ელემენტის რეაქციის პრინციპზე, სახელწოდებით "ტრიტიუმი". ამ შემთხვევაში, ტელეფონები შეძლებენ მუშაობა 20 წლამდე გადატვირთვის გარეშე, ყველაზე კონსერვატიული შეფასებით. შთაბეჭდილება, არა?

რა არის ახალი ატომური ბატარის იდეა?

მინიატურული ბირთვული რეაქტორების შექმნის იდეა (ჩვენ ვსაუბრობთ ატომური ბატარეებზე) ნათელი გონებაში არც ისე დიდი ხნის წინ გამოჩნდა. ვარაუდობდნენ, რომ ამ მოწყობილობების გამოყენება შესაბამისი ტექნიკური საშუალებებით საშუალებას მოგვცემს, არა მხოლოდ მუდმივი გადატენვის საჭიროება, არამედ სხვებთან ერთად.

TASS: ატომური ბატარეის საკუთარი ხელებით. შეატყობინე ინჟინერებს

ბატარეის გამოგონების პირველ განცხადებას, რომელიც ბირთვულ ენერგეტიკულ ბაზაზე იმოქმედებს, გაკეთდა რუსეთის შეშფოთება "როსატომის" სახელით. ეს იყო სამთო და ქიმიური კომბინაცია. ინჟინერებმა განუცხადეს, რომ პირველი სიმძლავრის წყაროს, რომელიც ატომური ბატარეით არის მოთავსებული, შეიძლება შეიქმნას უკვე 2017 წელს.

სამუშაოების პრინციპი შედგება რეაქციებში, რომლებიც იზოტოპით "ნიკელ -63" -ის დახმარებით მოხდება. უფრო კონკრეტულად, ჩვენ ვსაუბრობთ ბეტა-რადიაციის შესახებ. საინტერესოა, რომ ამ პრინციპზე აგებული ბატარეა დაახლოებით ნახევარი საუკუნის განმავლობაში მუშაობს. ზომები ძალიან კომპაქტური იქნება. მაგალითად: თუ ჩვეულებრივი თითი ბატარეა და 30-ჯერ ჩაწერეთ, მაშინ ნათლად ჩანს, რა ზომა ატომური ბატარეის ექნება.

არის ბატარეის უსაფრთხო?

საინჟინრო აბსოლუტურად დარწმუნებულია, რომ ასეთი ელექტროენერგიის წყარო არ წარმოუდგენია რაიმე საფრთხე ადამიანის ჯანმრთელობას. ამის მიზეზი იყო ბატარეის დიზაინი. რა თქმა უნდა, ნებისმიერი იზოტოპის პირდაპირი ბეტა რადიაცია ზიანს აყენებს ცოცხალ ორგანიზმს. მაგრამ, პირველ რიგში, ამ ბატარეაში ეს იქნება "რბილი". მეორეც კი, ეს რადიაცია არ გამოვა, რადგან ის შთანთქავს ელექტროენერგიის მიწოდებას.

იმასთან დაკავშირებით, რომ ბირთვული ბატარეები "რუსეთი A123" შთანთქავს მათ რადიაციას შიგნით და არ აძლევს საშუალებას, ექსპერტები უკვე შექმნიან სტრატეგიულ პროგნოზს ატომური ბატარეის სხვადასხვა მედიცინის სფეროში. მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს ჩართული დიზაინი pacemakers. მეორე ყველაზე პერსპექტიული ტერიტორია არის სივრცე ინდუსტრია. მესამე ადგილზე, რა თქმა უნდა, არის ინდუსტრია. სამი ლიდერის გარეთ ბევრი ფილიალია, სადაც შესაძლებელი იქნება ბირთვული ენერგიის წყაროს წარმატებით გამოყენება. ყველაზე მნიშვნელოვანი, ალბათ, ტრანსპორტი.

ატომური ენერგიის წყაროების ნაკლოვანებები

რას მივიღებთ ატომური ბატარეის სანაცვლოდ? ასე რომ ვთქვათ, რა ვნახავთ, თუ გადავხედავთ მეორე მხარეს? პირველ რიგში, ასეთი ავტონომიური ენერგიის წყაროების წარმოება საკმაოდ ძვირად დაჯდება. ინჟინერებს არ სურდათ დასახელებული ზუსტი თანხები. ალბათ, ეშინიათ, რომ არასწორი დასკვნები გააკეთეს. თუმცა, სავარაუდო შეფასებები არაა ნომერზე, არამედ სიტყვებით. ანუ "ყველაფერი ძალიან ძვირია". ეს, ალბათ, მოსალოდნელია, ამ საკითხის არსს უბრალოდ ლოგიკურად ვიმსჯელებთ. სავარაუდოდ ძალიან ადრეა საწარმოო მასშტაბის სერიული წარმოების შესახებ. ის რჩება მხოლოდ იმ იმედით, რომ დროთა განმავლობაში ალტერნატიული ტექნოლოგიები იქნება შესაძლებელი, რაც საშუალებას მისცემს ატომური ბატარეის შექმნას თავისი საიმედოობისა და პრაქტიკული კომპრომაციის გარეშე, მაგრამ ეს ბევრად უფრო იაფია.

სხვათა შორის, TASS შეაფასა 1 გრამი ნივთიერება 4 ათასი დოლარი. ამგვარად, ატომური ნივთიერების საჭირო მასის მისაღებად , რომელიც უზრუნველყოფს ბატარეის გრძელვადიან გამოყენებას, საჭიროა 4.5 მილიონი რუბლი დახარჯოს. პრობლემა იზოტოპშია. ბუნებაში, უბრალოდ, არ არსებობს, ქმნის იზოტოპს სპეციალური რეაქტორების დახმარებით. ჩვენს ქვეყანაში მხოლოდ სამი მათგანია. როგორც ზემოთ იყო ნათქვამი, შესაძლებელია სხვა ელემენტების გამოყენება დროთა განმავლობაში, რათა შეამცირონ ღირებულება წყაროზე.

Tomsk. ატომური ბატარეა

ბირთვული ბატარეების გამოგონება არა მხოლოდ პროფესიონალ ინჟინერებსა და დიზაინერებშია ჩართული. ცოტა ხნის წინ, Tomsk პოლიტექნიკური უნივერსიტეტის სტუდენტი, რომელიც სწავლობდა სამაგისტრო კვლევებში, შეიმუშავა ახალი ბატარეის მოდელი, რომელიც მუშაობს ბირთვულ ბაზაზე. ამ პირის სახელია დიმიტრი პროკოპიევი. მისი განვითარება შეუძლია ოპერაციის ნორმალური რეჟიმი 12 წლის განმავლობაში. ამ დროის განმავლობაში, მას არ უნდა ბრალი ერთხელ.

სისტემის ცენტრი იყო რადიოაქტიური იზოტოპი სახელწოდებით "ტრიტიუმი". ნიჭიერი სარგებლობის საშუალებით, ეს საშუალებას გაძლევთ პირდაპირ მიმართოს ენერგეტიკის დროს ნახევრად ცხოვრებას სწორი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში ენერგეტიკული ნაწილები ნაწილდება. შეიძლება ითქვას, დოზა ან ნაწილი. შეგახსენებთ, რომ ამ ბირთვული ელემენტის ნახევარი ცხოვრება დაახლოებით 12 წელია. სწორედ ამიტომ ელემენტის გამოყენება ამ ელემენტზე შესაძლებელია განსაზღვრული პერიოდის განმავლობაში.

ტრიტიუმის უპირატესობები

ატომური ბატარეასთან შედარებით, რომელსაც აქვს სილიკონის დეტექტორი, ტრიმიუმზე დაფუძნებული ატომური ბატარეა არ იცვლება მისი თვისებები. ეს არის მისი უდავო უპირატესობა, უნდა აღინიშნოს. გამოგონება ტარდებოდა ნოვოსიბირსკის ბირთვული ფიზიკის ინსტიტუტში, ასევე ტომსკის უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ტექნოლოგიების ინსტიტუტში. ატომური ბატარეა, რომლის მოქმედების პრინციპი ეფუძნება ბირთვულ რეაქციას, აქვს გარკვეული პერსპექტივები. ეს, როგორც წესი, არის ელექტრონიკის სფერო. მასთან ერთად არსებობს სამხედრო ტექნიკა, მედიცინა და კოსმოსური ინდუსტრია. ამის შესახებ უკვე ვისაუბრეთ.

დასკვნა

ბირთვული ბატარეების წარმოების ყველა მაღალი ღირებულებით, ვიმედოვნებთ, რომ უახლოეს მომავალში ტელეფონებში მაინც შევხვდებით. ახლა რამდენიმე სიტყვა ელემენტს, რომელიც ქმნის საფუძველს ბატარეის. Tritium რა თქმა უნდა ბირთვული ბუნებაში. თუმცა, ამ ელემენტის რადიაცია სუსტია. ადამიანის ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენება შეუძლებელია. შინაგანი ორგანოები და კანი არ იტანჯება ეფექტური გამოყენებისგან. სწორედ ამიტომ იყო ის, ვინც აირჩევდა ბატარეებში გამოყენებას.