Атамная батарэйка і прынцып яе дзеяння

Першы мабільны тэлефон быў створаны больш за сорак гадоў таму. Навука прагрэсуе, безумоўна. І хто б мог падумаць у той час, што праз сорак гадоў на свет выйдзе атамная батарэя для тэлефона? Так, навука крочыць ня сямімільнымі крокамі, але ўсё ж са значнымі прарыву ў многіх галінах, асабліва ў апошні час. І гэты артыкул будзе прысвечана менавіта тэме выкарыстання атамных акумулятараў ў сучасных прыладах.

ўступленне

Цяпер рынак смартфонаў - адно з самых перспектыўных напрамкаў электронікі. Гэтая сфера дынамічна развіваецца, не спыняючыся ні на хвіліну. Здавалася б, вось толькі ў продаж паступіў iPhone 3, а на прылаўках крам сотавай сувязі красуюцца ўжо iPhone 6 і iPhone 6 Plus. Ці варта казаць аб тым, які шлях прайшлі інжынеры кампаніі, каб парадаваць карыстальнікаў найноўшай апаратнай часткай?

Тое ж самае можна сказаць і пра Android, і пра Windows Phone. Яшчэ пару гадоў таму ўвесь школьны клас збіраўся вакол шчасліўчыка, у якога быў тэлефон на базе аперацыйнай сістэмы Android. А калі каму-небудзь атрымоўвалася асабіста пагуляць у дадатак, у якім кіраваць дзеяннем можна было пры дапамозе павароту экрана (асабліва калі гэтая гульня была з разраду гонак), ён літаральна ззяў ад шчасця.

У цяперашні час гэтым ужо нікога не здзівіш. Нават першакласнікі цяпер спакойна карыстаюцца тэлефонамі кампаніі Apple без асаблівай радасці і захаплення, не ўяўляючы, як ім на самай справе пашанцавала. Дзіва што, яны ж проста не ведаюць, што калісьці існавалі тэлефоны, якія працуюць пры дапамозе кнопочного, а не сэнсарнага кіравання. Што на тых тэлефонах было ўсяго пара-тройка гульняў. І што нават змейка на двухколерным экране Nokia 1100 была для дзяцей таго часу падставай для бязмежнага захаплення, а гулялі ў яе ці ледзь не цэлымі днямі.

Безумоўна, тады гульні былі значна менш якаснымі. Карыстацца падобнымі тэлефонамі можна было некалькі дзён, не ужываючы падзарадку. Зараз жа гульнявая індустрыя ў сферы смартфонаў выйшла на больш якасны ўзровень, а гэта патрабуе больш магутных тэлефонных акумулятараў. Колькі, на вашу думку, здольны пратрымацца самы сучасны, самы магутны ў плане аўтаномнай працы смартфон?

Ці патрэбна нам атамная батарэйка?

Запэўніваем вас, што нават пры пасіўным выкарыстанні ён (смарфтон) наўрад ці пратрымаецца больш за 3 сутак. У якасці крыніц сілкавання ў сучасных смартфонах выкарыстоўваюцца батарэі літый-іённага тыпу. Ледзь радзей сустракаюцца мадэлі, якія працуюць на палімерных акумулятарах. На самай справе падобныя тэлефоны не вытрымліваюць вельмі доўгай працы. Гуляць у іх падчас аўтаномнай працы, глядзець на іх фільмы можна лічаныя колькасць гадзін, якое звычайна не перавышае дзесяці. Кампаніі-вытворцы падобных апаратаў спаборнічаюць адразу па некалькіх кірунках. Найбольш актыўна ідзе барацьба за першае месца па наступных крытэрах:

- Дыяганаль экрана.

- Апаратнае аснашчэнне і хуткадзейнасць.

- Габарыты (калі больш канкрэтна, то барацьба ідзе за зніжэнне таўшчыні).

- Магутны аўтаномны крыніца харчавання.

Як мы бачым, пытанне аб тым, ці патрэбна нам атамная батарэйка для тэлефона, застаецца адкрытым. Па разліках навукоўцаў, тэлефоны ў будучыні можна будзе абсталяваць батарэямі, якія працуюць па прынцыпе рэакцыі ядзернага элемента пад назвай "трыцій". У такім выпадку тэлефоны змогуць працаваць без падзарадкі аж да 20 гадоў, па самых сціплых падліках. Уражвае, ці не праўда?

Як новая ідэя пра атамную батарэі?

Ідэя стварэння мініяцюрных атамных рэактараў (гаворка ідзе аб атамных акумулятарах) з'явілася ў светлых галовах не так ужо і даўно. Было вылучана здагадка аб тым, што выкарыстанне падобнага абсталявання ў адпаведных тэхнічных прыладах дазволіць разабрацца з праблемай не толькі неабходнасці пастаяннай падзарадкі, але і з іншымі.

ТАСС: атамная батарэйка сваімі рукамі. распавядаюць інжынеры

Першая заява аб вынаходстве батарэйкі, якая будзе працаваць, грунтуючыся на атамнай энергіі, зрабіла падраздзяленне айчыннага канцэрна пад назвай "Расатам". Гэта быў "Горна-хімічны камбінат". Інжынеры распавялі пра тое, што першая крыніца харчавання, які пазіцыянуецца як атамная батарэйка, можа быць створаны ўжо ў 2017 годзе.

Прынцып працы будзе заключацца ў рэакцыях, якія адбудуцца пры дапамозе ізатопа "Нікель-63". Калі казаць больш канкрэтна, то гаворка ідзе аб бэта-выпраменьванні. Цікава, што батарэйка, пабудаваная па гэтым прынцыпе, зможа працаваць прыкладна паўстагоддзя. Памеры ж будуць вельмі і вельмі кампактнымі. Для прыкладу: калі вы возьмеце звычайную пальчыкавыя батарэйкі і сціснеце яе ў 30 разоў, то вы зможаце наглядна ўбачыць, які памер будзе мець атамны акумулятар.

Ці бяспечная атамная батарэя?

Інжынеры абсалютна ўпэўнены ў тым, што такі крыніца харчавання не будзе ўяўляць ніякай небяспекі для здароўя чалавека. Прычынай такой упэўненасці стала канструкцыя батарэйкі. Безумоўна, прамое бэта-выпраменьванне любога ізатопа будзе наносіць шкоду жывому арганізму. Але, па-першае, у дадзеным акумулятары яно будзе "мяккім". Па-другое, нават гэта выпраменьванне не выйдзе вонкі, паколькі яно паглынуць ўнутры самога крыніцы харчавання.

У сувязі з тым, што атамныя батарэйкі "Расія А123" будуць паглынаць выпраменьванні ўнутры сябе, не выпускаючы яго вонкі, эксперты ўжо цяпер будуюць стратэгічны прагноз на выкарыстанне атамнага акумулятара ў розных сферах медыцыны. Напрыклад, яго могуць укараніць у канструкцыю кардыястымулятараў. Другім па перспектыўнасці напрамкам з'яўляецца касмічная індустрыя. На трэцім месцы, вядома ж, знаходзіцца прамысловасць. За межамі тройкі лідэраў знаходзіцца шмат адгалінаванняў, у якіх можна будзе паспяхова выкарыстоўваць атамны крыніца энергіі. Найбольш, мабыць, важнае з іх - транспарт.

Недахопы атамнага крыніцы харчавання

Што ж мы атрымліваем наўзамен атамнага акумулятара? Так бы мовіць, а што мы ўбачым, калі паглядзім з іншага боку? Па-першае, вытворчасць падобных аўтаномных крыніц энергіі абыйдзецца ў капейчыну. Інжынеры дакладных сум не пажадалі назваць. Быць можа, пабаяліся зрабіць няправільна датэрміновыя высновы. Аднак была дадзена прыблізная ацэнка не ў лічбах, а ў словах. Гэта значыць "усё вельмі дорага". Што ж, гэтага цалкам варта было чакаць, прыкінуўшы сутнасць справы проста лагічна. Аб серыйнай выпуску ў прамысловых маштабах казаць, мабыць, занадта рана. Застаецца спадзявацца толькі на тое, што з цягам часу будуць знойдзеныя альтэрнатыўныя тэхналогіі, якія дазваляюць стварыць атамны акумулятар без шкоды яго надзейнасці і практычнасці, але значна танней.

Дарэчы, ТАСС ацаніла 1 грам рэчывы ў 4 тысячы долараў. Такім чынам, каб набраць неабходную масу атамнага рэчывы, якое забяспечыць доўгачасовае выкарыстанне батарэі, у цяперашні час неабходна выдаткаваць 4,5 мільёна рублёў. Праблема заключаецца ў самым ізатопы. У прыродзе яго проста-проста не існуе, ствараюць ізатоп пры дапамозе адмысловых рэактараў. У нашай краіне іх усяго толькі тры. Як гаварылася раней, можа, з часам ўдасца выкарыстаць іншыя элементы, каб знізіць затраты на вытворчасць крыніцы.

Томск. атамная батарэйка

Вынаходствам атамных акумулятараў займаюцца не толькі прафесійныя інжынеры і канструктары. Нядаўна студэнт Томскага політэхнічнага універсітэта, які навучаўся ў аспірантуры, распрацаваў мадэль новага акумулятара, які працуе на ядзернай аснове. Завуць гэтага чалавека Дзмітрый Пракоп. Яго распрацоўка здольная ў нармальным рэжыме функцыянаваць 12 гадоў. За гэты час яе не трэба будзе зараджаць ні разу.

Цэнтрам сістэмы стаў радыеактыўны ізатоп пад назвай "трыцій". Пры ўмелым выкарыстанні ён дазваляе накіраваць энергію, вызваляліся падчас перыяду паўраспаду, у патрэбнае рэчышча. Пры гэтым энергія вызваляецца часткамі. Можна сказаць, дазавана або парцыённа. Нагадаем, што перыяд паўраспаду гэтага ядзернага элемента складае каля 12 гадоў. Менавіта таму выкарыстанне батарэі на дадзеным элеменце магчыма на працягу названага тэрміну.

перавагі трыція

У параўнанні з атамным акумулятарам, які мае крамянёвы дэтэктар, атамная батарэйка на аснове трыція не змяняе сваіх характарыстык з часам. І гэта з'яўляецца яе несумнеўным плюсам, трэба адзначыць. Пратэставалі вынаходніцтва ў Новасібірскам інстытуце ядзернай фізікі, а таксама ў фізіка-тэхнічным інстытуце Томскага ўніверсітэта. Атамная батарэйка, прынцып працы якой заснаваны на ядзернай рэакцыі, мае пэўныя перспектывы. Гэта, як правіла, сфера электронікі. Разам з ёй стаяць ваенная тэхніка, медыцына і аэракасмічная галіну. Пра гэта мы ўжо казалі.

заключэнне

Пры ўсёй дарагоўлі вытворчасці атамных акумулятараў будзем спадзявацца на тое, што мы ўсё ж сустрэнем іх у тэлефонах бліжэйшай будучыні. Цяпер пара слоў пра элеменце, які будзе складаць аснову акумулятара. Трыцій, безумоўна, па сваёй прыродзе - ядзерны. Аднак выпраменьванне дадзенага элемента слабое. Нашкодзіць чалавечаму здароўю яно не можа. Ўнутраныя органы і скура не пацерпяць ад умелага выкарыстання. Менавіта таму для выкарыстання ў батарэях быў абраны менавіта ён.