De eerste mobiele telefoon werd meer dan veertig jaar geleden gemaakt. De wetenschap vordert natuurlijk. En wie had toen gedacht dat veertig jaar later een atoombatterij voor de telefoon zou worden geboren? Ja, de wetenschap gaat niet met grote sprongen vooruit, maar heeft nog steeds belangrijke doorbraken op veel gebieden, vooral in de afgelopen tijd. En dit artikel zal specifiek gewijd zijn aan het onderwerp van het gebruik van atoombatterijen in moderne apparaten.
Intro
Nu is de smartphonemarkt een van de meest veelbelovende gebieden van elektronica. Dit gebied ontwikkelt zich dynamisch, zonder een minuut te stoppen. Het lijkt erop dat de iPhone 3 net in de uitverkoop is gegaan en dat de iPhone 6 en iPhone 6 Plus al pronken in de schappen van winkels voor mobiele communicatie. Onnodig te zeggen, welke weg zijn de ingenieurs van het bedrijf gegaan om gebruikers tevreden te stellen met de nieuwste hardware?
Hetzelfde kan gezegd worden over Android en Windows Phone. Nog een paarjaren geleden verzamelde de hele schoolklas zich rond een gelukkige man die een Android-telefoon had. En toen iemand erin slaagde persoonlijk een applicatie te spelen waarin je de actie kon besturen door het scherm te draaien (vooral als dit spel uit de racecategorie was), straalde hij letterlijk van geluk.
Niemand verbaast zich hier tegenwoordig meer over. Zelfs eersteklassers gebruiken nu stilletjes Apple-telefoons zonder veel vreugde en genot, zich niet realiserend hoeveel geluk ze werkelijk hebben. Toch weten ze gewoon niet dat er ooit telefoons waren die werkten met behulp van drukknoppen, niet met aanraakbedieningen. Dat er maar een paar games op die telefoons stonden. En dat zelfs de slang op het tweekleurenscherm van de Nokia 1100 een gelegenheid was voor eindeloos plezier voor de kinderen van die tijd, en ze speelden er bijna dagen achtereen op.
Natuurlijk waren de spellen van veel lagere kwaliteit. Het was mogelijk om dergelijke telefoons meerdere dagen te gebruiken zonder opladen. Nu heeft de game-industrie op het gebied van smartphones een hoger niveau bereikt en dit vraagt om krachtigere telefoonbatterijen. Hoe lang denkt u dat de nieuwste, krachtigste smartphone qua batterijduur meegaat?
Hebben we een atoombatterij nodig?
We verzekeren u dat het, zelfs bij passief gebruik, (smarfton) waarschijnlijk niet langer dan 3 dagen meegaat. Lithium-ionbatterijen worden gebruikt als stroombron in moderne smartphones. Iets minder vaak voormodellen die op polymeerbatterijen werken. In feite zijn deze telefoons niet bestand tegen erg lang werk. Je kunt ze tijdens de levensduur van de batterij afspelen, er een paar uur films op kijken, meestal niet meer dan tien. Fabrikanten van dergelijke apparaten concurreren in verschillende richtingen tegelijk. Het meest actieve gevecht om de eerste plaats is onder de volgende criteria:
- Schermdiagonaal.
- Hardware en prestaties.
- Afmetingen (om specifieker te zijn, de strijd is om de dikte te verminderen).
- Krachtige autonome stroomvoorziening.
Zoals we kunnen zien, blijft de vraag of we een atoombatterij nodig hebben voor de telefoon open. Volgens de berekeningen van wetenschappers kunnen telefoons in de toekomst worden uitgerust met batterijen die werken volgens het principe van de reactie van een nucleair element genaamd tritium. In dit geval zullen de telefoons volgens de meest conservatieve schattingen tot 20 jaar kunnen werken zonder opladen. Indrukwekkend, niet?
Hoe nieuw is het idee van een atoombatterij?
Het idee om miniatuur kernreactoren te maken (we hebben het over kernbatterijen) verscheen niet zo lang geleden in slimme geesten. Er werd gesuggereerd dat het gebruik van dergelijke apparatuur in de relevante technische apparaten niet alleen het probleem van de noodzaak van constant opladen zal helpen oplossen, maar ook met anderen.
TASS: doe-het-zelf atoombatterij. Ingenieurs praten
Eerste verklaringover de uitvinding van een batterij die zal werken op basis van atoomenergie, werd gedaan door een afdeling van een huishoudelijk bedrijf genaamd Rosatom. Het was de mijnbouw en chemische combinatie. Ingenieurs zeiden dat de eerste stroombron, die is gepositioneerd als een atoombatterij, al in 2017 kan worden gemaakt.
Het werkingsprincipe zal zijn in de reacties die zullen plaatsvinden met behulp van de isotoop "Nikkel-63". Meer specifiek hebben we het over bètastraling. Interessant is dat een batterij die volgens dit principe is gebouwd, ongeveer een halve eeuw kan werken. De afmetingen zullen zeer, zeer compact zijn. Bijvoorbeeld: als je een gewone vingerbatterij neemt en er 30 keer in knijpt, kun je duidelijk zien welke maat een atoombatterij zal hebben.
Is een nucleaire batterij veilig?
Ingenieurs zijn er absoluut zeker van dat een dergelijke stroomvoorziening geen enkel gevaar zal opleveren voor de menselijke gezondheid. De reden voor dit vertrouwen was het ontwerp van de batterij. Natuurlijk zal directe bètastraling van een isotoop een levend organisme schaden. Maar ten eerste zal het in deze batterij "zacht" zijn. Ten tweede zal zelfs deze straling niet uitgaan, omdat het in de stroombron zelf wordt geabsorbeerd.
Vanwege het feit dat nucleaire batterijen "Rusland A123" straling in zichzelf zullen absorberen, zonder het buiten vrij te geven, bouwen experts al een strategische voorspelling op voor het gebruik van nucleaire batterijen in verschillende medische gebieden. Het kan bijvoorbeeld worden geïntroduceerd in het ontwerp van pacemakers. 2e inveelbelovende richting is de ruimtevaartindustrie. Op de derde plaats staat natuurlijk de industrie. Buiten de top drie zijn er veel takken waarin het mogelijk zal zijn om de atoomenergiebron succesvol te gebruiken. Misschien wel de belangrijkste hiervan is transport.
Nadelen van atoomvoeding
Wat krijgen we in plaats van een kernbatterij? Om zo te zeggen, wat zullen we zien als we van de andere kant kijken? Ten eerste kost de productie van dergelijke autonome energiebronnen een aardige duit. De exacte bedragen wilden de ingenieurs niet noemen. Misschien waren ze bang om verkeerde vroege conclusies te trekken. Er werd echter een ruwe schatting gegeven, niet in cijfers, maar in woorden. Dat wil zeggen: "alles is erg duur". Nou, dit was te verwachten, aangezien ik de essentie van de zaak eenvoudig logisch had ingeschat. Het is misschien nog te vroeg om te spreken over serieproductie op industriële schaal. We kunnen alleen maar hopen dat er na verloop van tijd alternatieve technologieën zullen worden gevonden die het mogelijk maken om een atoombatterij te maken zonder afbreuk te doen aan de betrouwbaarheid en bruikbaarheid, maar veel goedkoper.
TASS schatte trouwens dat 1 gram van de stof 4.000 dollar waard was. Dus om de benodigde massa atomaire materie te verkrijgen, die het langdurig gebruik van de batterij zal garanderen, is het momenteel nodig om 4,5 miljoen roebel uit te geven. Het probleem ligt in de isotoop zelf. In de natuur bestaat het simpelweg niet, ze maken met speciale reactoren een isotoop. Daarvan zijn er in ons land maar drie. Zoals eerder vermeld, misschien zal het mettertijd mogelijk zijngebruik andere elementen om de productiekosten van de bron te verlagen.
Tomsk. Atoombatterij
De uitvinding van atoombatterijen wordt niet alleen gedaan door professionele ingenieurs en ontwerpers. Onlangs ontwikkelde een postdoctorale student aan de Tomsk Polytechnic University een model van een nieuwe nucleair aangedreven batterij. De naam van deze man is Dmitry Prokopiev. De ontwikkeling ervan kan 12 jaar normaal functioneren. Gedurende deze tijd hoeft het niet één keer te worden opgeladen.
Het centrum van het systeem was een radioactieve isotoop genaamd "tritium". Bij vakkundig gebruik kunt u de energie die vrijkomt tijdens de halfwaardetijd in de juiste richting sturen. In dit geval komt energie in delen vrij. Je kunt zeggen, gedoseerd of geportioneerd. Bedenk dat de halfwaardetijd van dit nucleaire element ongeveer 12 jaar is. Daarom is het gebruik van de batterij op dit item mogelijk binnen de aangegeven periode.
Voordelen van tritium
Vergeleken met een atoombatterij, die een siliciumdetector heeft, verandert een op tritium gebaseerde atoombatterij zijn eigenschappen niet in de loop van de tijd. En dit is het onbetwiste voordeel, het moet worden opgemerkt. De uitvinding werd getest bij het Novosibirsk Institute of Nuclear Physics, evenals bij het Physics and Technology Institute van de Tomsk University. Een atoombatterij, waarvan het principe gebaseerd is op een kernreactie, heeft bepaalde perspectieven. Dit ligt meestal op het gebied van elektronica. Samen met het zijn militaire uitrusting, medicijnen enLuchtvaartindustrie. We hebben hier al over gesproken.
Conclusie
Voor alle hoge productiekosten van atoombatterijen, laten we hopen dat we ze in de nabije toekomst nog steeds in telefoons zullen tegenkomen. Nu een paar woorden over het element dat de basis van de batterij zal vormen. Tritium is natuurlijk nucleair van aard. De straling van dit element is echter zwak. Het kan de menselijke gezondheid niet schaden. Interne organen en huid zullen niet lijden onder vakkundig gebruik. Daarom werd het gekozen voor gebruik in batterijen.
