تم إنشاء أول هاتف محمول منذ أكثر من أربعين عامًا. العلم يتقدم بالطبع. ومن كان يظن في ذلك الوقت أنه بعد أربعين عامًا ، ستولد بطارية ذرية للهاتف؟ نعم ، العلم لا يسير على قدم وساق ، لكنه لا يزال يحقق اختراقات كبيرة في العديد من المجالات ، وخاصة في الآونة الأخيرة. وستخصص هذه المقالة تحديدًا لموضوع استخدام البطاريات الذرية في الأجهزة الحديثة.
مقدمة
الآن سوق الهواتف الذكية هو أحد المجالات الواعدة للإلكترونيات. هذه المنطقة تتطور بشكل ديناميكي ، دون توقف لمدة دقيقة. يبدو أن iPhone 3 قد طرح للتو للبيع ، وأن iPhone 6 و iPhone 6 Plus يتباهيان بالفعل على أرفف متاجر الاتصالات الخلوية. وغني عن القول ، ما المسار الذي ذهب إليه مهندسو الشركة لإرضاء المستخدمين بأحدث الأجهزة؟
يمكن قول الشيء نفسه عن Android و Windows Phone. زوجان أكثرقبل سنوات ، اجتمع فصل المدرسة بأكمله حول رجل محظوظ لديه هاتف يعمل بنظام Android. وعندما تمكن شخص ما من تشغيل تطبيق شخصي يمكنك من خلاله التحكم في الحركة من خلال قلب الشاشة (خاصةً إذا كانت هذه اللعبة من فئة السباقات) ، فقد ابتسم حرفياً بالسعادة.
لا أحد يفاجأ بهذا في الوقت الحاضر. حتى طلاب الصف الأول الآن يستخدمون هواتف Apple بهدوء دون الكثير من الفرح والبهجة ، ولا يدركون كم هم محظوظون حقًا. ومع ذلك ، فهم ببساطة لا يعرفون أنه بمجرد وجود هواتف تعمل بمساعدة أزرار الضغط ، وليس أدوات التحكم باللمس. أنه لم يكن هناك سوى لعبتين على تلك الهواتف. وأنه حتى الأفعى على الشاشة ذات اللونين من Nokia 1100 كانت مناسبة لإمتاع أطفال ذلك الوقت اللامحدود ، وقد قاموا بتشغيلها لأيام تقريبًا.
بالطبع ، كانت جودة الألعاب أقل بكثير. كان من الممكن استخدام هذه الهواتف لعدة أيام دون الحاجة إلى إعادة الشحن. الآن وصلت صناعة الألعاب في مجال الهواتف الذكية إلى مستوى أعلى ، وهذا يتطلب بطاريات هاتف أكثر قوة. إلى متى تعتقد أن أحدث وأقوى هاتف ذكي من حيث عمر البطارية يمكن أن يستمر؟
هل نحتاج إلى بطارية ذرية؟
نؤكد لك أنه حتى مع الاستخدام السلبي ، من غير المحتمل أن يستمر (smarfton) لأكثر من 3 أيام. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون كمصادر للطاقة في الهواتف الذكية الحديثة. أقل شيوعًا إلى حد ماالموديلات التي تعمل على بطاريات البوليمر. في الواقع ، هذه الهواتف لا تصمد أمام العمل الطويل جدًا. يمكنك تشغيلها أثناء عمر البطارية ، ومشاهدة الأفلام عليها لبضع ساعات ، والتي عادة لا تتجاوز العشر. تتنافس الشركات المصنعة لهذه الأجهزة في عدة اتجاهات في وقت واحد. المعركة الأكثر نشاطا على المركز الأول هي تحت المعايير التالية:
- شاشة قطرية
- الأجهزة والأداء.
- الأبعاد (لكي نكون أكثر تحديدًا ، النضال هو تقليل السماكة).
- مزود طاقة قوي ومستقل.
كما نرى ، يبقى السؤال عما إذا كنا بحاجة إلى بطارية ذرية للهاتف مفتوحًا. وفقًا لحسابات العلماء ، يمكن تزويد الهواتف في المستقبل ببطاريات تعمل على مبدأ تفاعل عنصر نووي يسمى التريتيوم. في هذه الحالة ، ستكون الهواتف قادرة على العمل دون إعادة الشحن حتى 20 عامًا ، وفقًا لأكثر التقديرات تحفظًا. مثير للإعجاب ، أليس كذلك؟
ما مدى جديدة فكرة البطارية الذرية؟
ظهرت فكرة إنشاء مفاعلات نووية مصغرة (نحن نتحدث عن البطاريات النووية) في عقول ذكية منذ وقت ليس ببعيد. تم اقتراح أن استخدام مثل هذه المعدات في الأجهزة التقنية ذات الصلة سيساعد في التعامل مع مشكلة ليس فقط الحاجة إلى إعادة الشحن المستمر ، ولكن أيضًا مع الآخرين.
تاس: بطارية ذرية افعلها بنفسك. كلام المهندسين
البيان الأولحول اختراع بطارية ستعمل على أساس الطاقة الذرية ، تم إجراؤه بواسطة قسم محلي يُدعى Rosatom. كان الجمع بين التعدين والمواد الكيميائية. قال المهندسون إن أول مصدر للطاقة ، والذي تم وضعه كبطارية ذرية ، يمكن إنشاؤه في وقت مبكر من عام 2017.
سيكون مبدأ العملية في التفاعلات التي ستحدث بمساعدة النظير "Nickel-63". وبشكل أكثر تحديدًا ، نحن نتحدث عن إشعاع بيتا. ومن المثير للاهتمام أن البطارية التي تم تصنيعها وفقًا لهذا المبدأ ستكون قادرة على العمل لمدة نصف قرن تقريبًا. ستكون الأبعاد مضغوطة جدًا جدًا. على سبيل المثال: إذا أخذت بطارية عادية من نوع الإصبع وقمت بالضغط عليها 30 مرة ، يمكنك أن ترى بوضوح حجم البطارية الذرية.
هل البطارية النووية آمنة؟
المهندسين على يقين تام من أن مصدر الطاقة هذا لن يشكل أي خطر على صحة الإنسان. كان سبب هذه الثقة هو تصميم البطارية. بطبيعة الحال ، فإن إشعاع بيتا المباشر لأي نظير سيضر بالكائن الحي. لكن ، أولاً ، في هذه البطارية ستكون "ناعمة". ثانيًا ، حتى هذا الإشعاع لن يخرج ، لأنه سيتم امتصاصه داخل مصدر الطاقة نفسه.
نظرًا لحقيقة أن البطاريات النووية "روسيا A123" ستمتص الإشعاع داخل نفسها ، دون إطلاقها للخارج ، يقوم الخبراء بالفعل ببناء توقعات استراتيجية لاستخدام البطاريات النووية في مختلف مجالات الطب. على سبيل المثال ، يمكن إدخاله في تصميم أجهزة تنظيم ضربات القلب. الثاني فيالاتجاه الواعد هو صناعة الفضاء. في المرتبة الثالثة ، بالطبع ، تأتي الصناعة. خارج المراكز الثلاثة الأولى ، هناك العديد من الفروع التي سيكون من الممكن فيها استخدام مصدر الطاقة الذرية بنجاح. ولعل أهمها النقل
عيوب امدادات الطاقة الذرية
ما الذي نحصل عليه بدلاً من البطارية النووية؟ إذا جاز التعبير ، ماذا سنرى إذا نظرنا من الجانب الآخر؟ أولاً ، سيكلف إنتاج مثل هذه المصادر المستقلة للطاقة فلساً واحداً. لم يرغب المهندسون في تسمية المبالغ بالضبط. ربما كانوا يخشون استخلاص استنتاجات مبكرة غير صحيحة. ومع ذلك ، لم يتم إعطاء تقدير تقريبي بالأرقام ، ولكن بالكلمات. وهذا يعني أن "كل شيء مكلف للغاية." حسنًا ، كان هذا متوقعًا تمامًا ، بعد أن قدرت جوهر الأمر ببساطة منطقيًا. ربما يكون من السابق لأوانه الحديث عن الإنتاج المتسلسل على نطاق صناعي. لا يسعنا إلا أن نأمل أنه بمرور الوقت ، سيتم العثور على تقنيات بديلة تجعل من الممكن إنشاء بطارية ذرية دون المساس بموثوقيتها وعمليتها ، ولكن أرخص بكثير.
بالمناسبة ، قدرت تاس 1 جرام من المادة بـ 4 آلاف دولار. وبالتالي ، من أجل الحصول على الكتلة اللازمة من المادة الذرية ، والتي ستضمن استخدام البطارية على المدى الطويل ، من الضروري حاليًا إنفاق 4.5 مليون روبل. المشكلة تكمن في النظير نفسه. في الطبيعة ، ببساطة غير موجود ، قاموا بإنشاء نظير باستخدام مفاعلات خاصة. لا يوجد سوى ثلاثة منهم في بلدنا. كما ذكرنا سابقًا ، ربما سيكون ذلك ممكنًا في الوقت المناسباستخدام عناصر أخرى لتقليل تكلفة إنتاج المصدر.
تومسك. البطارية الذرية
اختراع البطاريات الذرية لا يتم فقط من قبل المهندسين والمصممين المحترفين. في الآونة الأخيرة ، طور طالب دراسات عليا في جامعة تومسك بوليتكنيك نموذجًا لبطارية جديدة تعمل بالطاقة النووية. اسم هذا الرجل هو دميتري بروكوبييف. تطويره قادر على العمل بشكل طبيعي لمدة 12 عامًا. خلال هذا الوقت ، لن يتم تحصيل الرسوم ولو مرة واحدة.
كان مركز النظام عبارة عن نظير مشع يسمى "التريتيوم". مع الاستخدام الماهر ، يسمح لك بتوجيه الطاقة المنبعثة خلال فترة نصف العمر في الاتجاه الصحيح. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الطاقة في أجزاء. يمكنك أن تقول ، مداوي أو مقسم. تذكر أن عمر النصف لهذا العنصر النووي يبلغ حوالي 12 عامًا. هذا هو السبب في أن استخدام البطارية على هذا العنصر ممكن خلال الفترة المحددة.
فوائد التريتيوم
مقارنة ببطارية ذرية تحتوي على كاشف سيليكون ، لا تغير البطارية الذرية القائمة على التريتيوم خصائصها بمرور الوقت. وهذه هي ميزته التي لا شك فيها ، وتجدر الإشارة. تم اختبار الاختراع في معهد نوفوسيبيرسك للفيزياء النووية ، وكذلك في معهد الفيزياء والتكنولوجيا بجامعة تومسك. للبطارية الذرية ، التي يعتمد مبدأها على تفاعل نووي ، آفاق معينة. هذا عادة في مجال الإلكترونيات. جنبا إلى جنب مع المعدات العسكرية والطب وصناعة الطيران. لقد تحدثنا بالفعل عن هذا.
الخلاصة
بالنسبة لجميع التكاليف المرتفعة لإنتاج البطاريات الذرية ، فلنأمل أن نستمر في مواجهتها في الهواتف في المستقبل القريب. الآن بضع كلمات حول العنصر الذي سيشكل أساس البطارية. التريتيوم ، بالطبع ، نووي بطبيعته. ومع ذلك ، فإن إشعاع هذا العنصر ضعيف. لا يمكن أن تضر بصحة الإنسان. لن تعاني الأعضاء الداخلية والجلد من الاستخدام الماهر. لهذا السبب تم اختياره للاستخدام في البطاريات.
