โทรศัพท์มือถือเครื่องแรกถูกสร้างขึ้นเมื่อกว่าสี่สิบปีก่อน วิทยาศาสตร์กำลังก้าวหน้าแน่นอน และใครจะคิดในเวลานั้นว่าสี่สิบปีต่อมาแบตเตอรี่ปรมาณูสำหรับโทรศัพท์จะถือกำเนิดขึ้น? ใช่ วิทยาศาสตร์ไม่ได้ก้าวกระโดดแบบก้าวกระโดด แต่ยังคงมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในหลาย ๆ ด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในครั้งล่าสุด และบทความนี้จะทุ่มเทให้กับหัวข้อการใช้แบตเตอรี่อะตอมมิกในอุปกรณ์ที่ทันสมัยโดยเฉพาะ
แนะนำ
ตอนนี้ตลาดสมาร์ทโฟนเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่มีแนวโน้มมากที่สุด พื้นที่นี้กำลังพัฒนาอย่างไม่หยุดนิ่งโดยไม่หยุดสักนาที ดูเหมือนว่า iPhone 3 จะออกวางจำหน่ายแล้ว และ iPhone 6 และ iPhone 6 Plus ก็วางจำหน่ายบนชั้นวางของร้านการสื่อสารเคลื่อนที่แล้ว จำเป็นต้องพูด วิศวกรของบริษัทไปในทางไหนเพื่อเอาใจผู้ใช้ด้วยฮาร์ดแวร์ล่าสุด
Android และ Windows Phone พูดได้เหมือนกัน อีกคู่เมื่อหลายปีก่อน ทั้งชั้นเรียนรวมตัวกันรอบๆ ชายผู้โชคดีที่มีโทรศัพท์ Android และเมื่อมีคนจัดการเล่นแอปพลิเคชั่นที่คุณสามารถควบคุมการกระทำโดยการหมุนหน้าจอ (โดยเฉพาะถ้าเกมนี้มาจากประเภทการแข่งรถ) เขาก็ยิ้มอย่างมีความสุขอย่างแท้จริง
ทุกวันนี้ไม่มีใครแปลกใจ แม้แต่นักเรียนระดับประถมตอนนี้ก็ยังใช้โทรศัพท์ Apple อย่างเงียบๆ โดยไม่มีความสุขและมีความสุข โดยไม่รู้ว่าพวกเขาโชคดีแค่ไหนจริงๆ ถึงกระนั้นพวกเขาก็ไม่ทราบว่าเมื่อมีโทรศัพท์ที่ใช้งานได้โดยใช้ปุ่มกดไม่ใช่ระบบควบคุมแบบสัมผัส ว่ามีเพียงไม่กี่เกมบนโทรศัพท์เหล่านั้น และแม้แต่งูบนหน้าจอสองสีของ Nokia 1100 ก็ยังมีโอกาสสร้างความสุขไม่รู้จบให้กับเด็กๆ ในสมัยนั้น และพวกเขาเล่นมันมาเกือบวันแล้ว
แน่นอนว่าเกมมีคุณภาพต่ำกว่ามาก เป็นไปได้ที่จะใช้โทรศัพท์ดังกล่าวเป็นเวลาหลายวันโดยไม่ต้องชาร์จ ตอนนี้อุตสาหกรรมเกมในด้านสมาร์ทโฟนได้ก้าวมาถึงระดับที่สูงขึ้นแล้ว และสิ่งนี้ต้องการแบตเตอรี่โทรศัพท์ที่ทรงพลังกว่า คุณคิดว่าสมาร์ทโฟนรุ่นล่าสุดและทรงพลังที่สุดในแง่ของอายุการใช้งานแบตเตอรี่จะอยู่ได้นานแค่ไหน
เราต้องการแบตเตอรี่อะตอมหรือไม่
เราขอรับรองว่าแม้จะใช้งานแบบพาสซีฟ สมาร์ฟตันก็ไม่น่าจะอยู่ได้นานกว่า 3 วัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานในสมาร์ทโฟนสมัยใหม่ พบได้น้อยรุ่นที่ใช้แบตเตอรี่โพลีเมอร์ อันที่จริง โทรศัพท์เหล่านี้ไม่ทนต่อการทำงานที่ยาวนานนัก คุณสามารถเล่นได้ในช่วงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ชมภาพยนตร์เป็นเวลาสองสามชั่วโมง ซึ่งโดยปกติแล้วจะไม่เกินสิบ ผู้ผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวแข่งขันกันในหลายทิศทางพร้อมกัน การต่อสู้ที่กระตือรือร้นที่สุดสำหรับอันดับแรกอยู่ภายใต้เกณฑ์ต่อไปนี้:
- แนวทแยง
- ฮาร์ดแวร์และประสิทธิภาพ
- ขนาด (เพื่อให้เจาะจงมากขึ้น การต่อสู้คือการลดความหนา)
- แหล่งจ่ายไฟอิสระที่ทรงพลัง
อย่างที่เราเห็น คำถามว่าเราต้องการแบตเตอรี่อะตอมสำหรับโทรศัพท์หรือไม่ยังคงเปิดอยู่ จากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ โทรศัพท์ในอนาคตสามารถติดตั้งแบตเตอรี่ที่ทำงานบนหลักการของปฏิกิริยาของธาตุนิวเคลียร์ที่เรียกว่าไอโซโทป ในกรณีนี้ โทรศัพท์จะสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องชาร์จนานถึง 20 ปี ตามการประมาณการที่ระมัดระวังที่สุด น่าประทับใจใช่ไหม
แบตเตอรี่อะตอมคิดใหม่แค่ไหน
แนวคิดในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (เรากำลังพูดถึงแบตเตอรี่นิวเคลียร์) ปรากฏขึ้นในใจที่สดใสเมื่อไม่นานมานี้ ขอแนะนำว่าการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวในอุปกรณ์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องจะช่วยจัดการกับปัญหา ไม่เพียงแต่ความจำเป็นในการชาร์จไฟอย่างต่อเนื่องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ ด้วย
TASS: แบตเตอรีอะตอมทำเอง วิศวกรพูดคุย
คำสั่งแรกเกี่ยวกับการประดิษฐ์แบตเตอรี่ที่จะทำงานโดยอาศัยพลังงานปรมาณู เกิดขึ้นจากแผนกหนึ่งของความกังวลภายในประเทศที่เรียกว่าโรซาตอม มันคือการขุดและการรวมเคมี วิศวกรกล่าวว่าแหล่งพลังงานแรกที่จัดวางเป็นแบตเตอรี่ปรมาณู สามารถสร้างได้ภายในปี 2017
หลักการทำงานจะอยู่ในปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของไอโซโทป “นิกเกิล-63” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรากำลังพูดถึงรังสีเบต้า ที่น่าสนใจคือแบตเตอรี่ที่สร้างขึ้นตามหลักการนี้จะสามารถทำงานได้ประมาณครึ่งศตวรรษ ขนาดจะเล็กกะทัดรัดมาก ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้แบตเตอรี่แบบนิ้วธรรมดาและบีบ 30 ครั้ง คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าแบตเตอรี่อะตอมจะมีขนาดเท่าใด
แบตเตอรี่นิวเคลียร์ปลอดภัยหรือไม่
วิศวกรมั่นใจอย่างยิ่งว่าแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวจะไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สาเหตุของความมั่นใจนี้คือการออกแบบแบตเตอรี่ แน่นอน การแผ่รังสีเบตาโดยตรงของไอโซโทปใดๆ จะเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ประการแรกในแบตเตอรี่นี้จะ "อ่อน" ประการที่สอง แม้รังสีนี้จะไม่ออกไปเพราะจะถูกดูดซับภายในแหล่งพลังงานเอง
เนื่องจากแบตเตอรี่นิวเคลียร์ "รัสเซีย A123" จะดูดซับรังสีในตัวมันเองโดยไม่ต้องปล่อยมันออกไป ผู้เชี่ยวชาญจึงสร้างการคาดการณ์เชิงกลยุทธ์สำหรับการใช้แบตเตอรี่นิวเคลียร์ในด้านการแพทย์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น สามารถนำไปใช้กับการออกแบบเครื่องกระตุ้นหัวใจ ที่ 2 ในทิศทางที่สดใสคืออุตสาหกรรมอวกาศ อันดับที่ 3 แน่นอน คือ อุตสาหกรรม นอกสามอันดับแรก มีหลายสาขาที่จะสามารถใช้แหล่งพลังงานปรมาณูได้สำเร็จ บางทีสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการขนส่ง
ข้อเสียของแหล่งจ่ายพลังงานปรมาณู
เราจะได้อะไรแทนแบตเตอรี่นิวเคลียร์? จะว่าไปถ้ามองจากอีกด้านจะมองเห็นอะไร? ประการแรก การผลิตแหล่งพลังงานอิสระดังกล่าวจะมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างมาก วิศวกรไม่ต้องการระบุจำนวนที่แน่นอน บางทีพวกเขาอาจกลัวที่จะสรุปผลที่ไม่ถูกต้องในช่วงต้น อย่างไรก็ตาม การประมาณการคร่าวๆ ไม่ได้ให้ไว้เป็นตัวเลข แต่เป็นคำพูด นั่นคือ "ทุกอย่างมีราคาแพงมาก" นี่เป็นสิ่งที่คาดหวังได้มากเมื่อประเมินสาระสำคัญของเรื่องอย่างมีเหตุผล อาจยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงการผลิตต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม เราได้แต่หวังว่าเมื่อเวลาผ่านไป จะพบเทคโนโลยีทางเลือกที่จะทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่อะตอมมิกได้โดยไม่กระทบต่อความน่าเชื่อถือและการใช้งานจริง แต่ราคาถูกกว่ามาก
อย่างไรก็ตาม TASS ประมาณ 1 กรัมของสารที่ 4 พันดอลลาร์ ดังนั้นเพื่อให้ได้มวลอะตอมที่จำเป็นซึ่งจะช่วยรับประกันการใช้งานแบตเตอรี่ในระยะยาว ปัจจุบันจำเป็นต้องใช้เงิน 4.5 ล้านรูเบิล ปัญหาอยู่ในไอโซโทปเอง โดยธรรมชาติแล้ว มันไม่มีอยู่จริง พวกมันสร้างไอโซโทปโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์พิเศษ มีเพียงสามคนในประเทศของเรา อย่างที่บอกไปก่อนหน้านี้ อาจจะทันก็ได้นะใช้องค์ประกอบอื่นเพื่อลดต้นทุนการผลิตของแหล่งที่มา
ทอมสค์. แบตเตอรี่อะตอม
การประดิษฐ์แบตเตอรี่ปรมาณูไม่ได้ทำโดยวิศวกรและนักออกแบบมืออาชีพเท่านั้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Tomsk Polytechnic University ได้พัฒนาแบบจำลองของแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์แบบใหม่ ชายคนนี้ชื่อ Dmitry Prokopiev การพัฒนาสามารถทำงานได้ตามปกติเป็นเวลา 12 ปี ในช่วงเวลานี้ จะไม่ต้องเรียกเก็บเงินแม้แต่ครั้งเดียว
ศูนย์กลางของระบบคือไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เรียกว่า “ทริเทียม” ด้วยการใช้อย่างชำนาญ จะช่วยให้คุณควบคุมพลังงานที่ปล่อยออกมาในช่วงครึ่งชีวิตไปในทิศทางที่ถูกต้อง ในกรณีนี้ พลังงานจะถูกปล่อยออกมาเป็นส่วนๆ คุณสามารถพูดได้ว่าให้ยาหรือแบ่งส่วน จำได้ว่าครึ่งชีวิตของธาตุนิวเคลียร์นี้อยู่ที่ประมาณ 12 ปี นั่นคือเหตุผลที่ใช้แบตเตอรี่กับรายการนี้ได้ภายในระยะเวลาที่กำหนด
ประโยชน์ของไอโซโทป
เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่อะตอมมิกซึ่งมีเครื่องตรวจจับแบบซิลิกอนแล้ว แบตเตอรี่อะตอมแบบไอโซโทปจะไม่เปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะเมื่อเวลาผ่านไป และนี่คือข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ซึ่งควรสังเกต การประดิษฐ์นี้ได้รับการทดสอบที่สถาบันฟิสิกส์นิวเคลียร์โนโวซีบีร์สค์ เช่นเดียวกับที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งมหาวิทยาลัยทอมสค์ แบตเตอรี่ปรมาณูซึ่งมีพื้นฐานมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์มีความเป็นไปได้บางอย่าง ซึ่งมักจะอยู่ในพื้นที่ของอิเล็กทรอนิกส์ พร้อมทั้งยุทโธปกรณ์ทางทหาร ยารักษาโรค และอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เราได้พูดคุยกันเกี่ยวกับเรื่องนี้แล้ว
สรุป
สำหรับการผลิตแบตเตอรี่อะตอมมิกที่มีต้นทุนสูง หวังว่าเราจะยังคงพบพวกเขาในโทรศัพท์ในอนาคตอันใกล้นี้ คำสองสามคำเกี่ยวกับองค์ประกอบที่จะสร้างพื้นฐานของแบตเตอรี่ แน่นอนว่าทริเทียมนั้นเป็นนิวเคลียร์ในธรรมชาติ อย่างไรก็ตามการแผ่รังสีขององค์ประกอบนี้มีความอ่อนแอ ไม่สามารถทำร้ายสุขภาพของมนุษย์ได้ อวัยวะภายในและผิวหนังจะไม่ประสบกับการใช้อย่างชำนาญ นั่นคือเหตุผลที่เลือกใช้แบตเตอรี่