Pirmais mobilais tālrunis tika izveidots pirms vairāk nekā četrdesmit gadiem. Zinātne, protams, progresē. Un kurš toreiz būtu domājis, ka pēc četrdesmit gadiem telefonam piedzims atomakumulators? Jā, zinātne nesteidzas ar lēcieniem un robežām, bet joprojām ar ievērojamiem sasniegumiem daudzās jomās, īpaši pēdējā laikā. Un šis raksts būs īpaši veltīts tēmai par atomakumulatoru izmantošanu mūsdienu ierīcēs.
Ievads
Tagad viedtālruņu tirgus ir viena no daudzsološākajām elektronikas jomām. Šī joma attīstās dinamiski, neapstājoties ne minūti. Šķiet, ka iPhone 3 ir tikko nonācis pārdošanā, un iPhone 6 un iPhone 6 Plus jau plīvo mobilo sakaru veikalu plauktos. Lieki piebilst, kādu ceļu veica uzņēmuma inženieri, lai iepriecinātu lietotājus ar jaunāko aparatūru?
To pašu var teikt par Android un Windows Phone. Vēl pārispirms gadiem visa skolas klase pulcējās ap laimīgo vīrieti, kuram bija Android telefons. Un, kad kādam izdevās personīgi spēlēt aplikāciju, kurā var kontrolēt darbību, pagriežot ekrānu (it īpaši, ja šī spēle bija no sacīkšu kategorijas), viņš burtiski staroja no laimes.
Mūsdienās neviens par to nav pārsteigts. Pat pirmklasnieki tagad klusi lieto Apple tālruņus bez īpaša prieka un sajūsmas, neapzinoties, cik patiesībā viņiem ir paveicies. Tomēr viņi vienkārši nezina, ka kādreiz bija telefoni, kas darbojās ar spiedpogu palīdzību, nevis skārienvadību. Ka tajos telefonos bija tikai pāris spēles. Un pat čūska uz Nokia 1100 divu krāsu ekrāna tā laika bērniem radīja nebeidzamu prieku, un viņi to spēlēja gandrīz dienas pēc kārtas.
Protams, tad spēles bija daudz zemākas kvalitātes. Šādus tālruņus bija iespējams izmantot vairākas dienas, neizmantojot uzlādi. Tagad spēļu industrija viedtālruņu jomā ir sasniegusi augstāku līmeni, un tam ir nepieciešami jaudīgāki tālruņu akumulatori. Cik ilgi, jūsuprāt, var darboties jaunākais, jaudīgākais viedtālrunis akumulatora darbības laika ziņā?
Vai mums ir nepieciešams atomakumulators?
Mēs apliecinām, ka pat pasīvi lietojot, tas (Smarfton) visticamāk nedarbosies ilgāk par 3 dienām. Litija jonu akumulatori tiek izmantoti kā strāvas avoti mūsdienu viedtālruņos. Nedaudz retāk sastopamsmodeļi, kas darbojas ar polimēru baterijām. Patiesībā šie telefoni neiztur ļoti ilgu darbu. Jūs varat tos atskaņot akumulatora darbības laikā, skatīties filmas uz tiem dažas stundas, kas parasti nepārsniedz desmit. Šādu ierīču ražotāji sacenšas vienlaikus vairākos virzienos. Aktīvākā cīņa par pirmo vietu notiek pēc šādiem kritērijiem:
- ekrāna diagonāle.
- Aparatūra un veiktspēja.
- Izmēri (precīzāk sakot, cīņa ir par biezuma samazināšanu).
- Jaudīgs autonoms barošanas avots.
Kā mēs redzam, jautājums par to, vai tālrunim ir nepieciešams atomakumulators, paliek atklāts. Pēc zinātnieku aprēķiniem, tālruņi nākotnē var tikt aprīkoti ar baterijām, kas darbojas pēc kodolelementa, ko sauc par tritiju, reakcijas principa. Šādā gadījumā tālruņi bez uzlādēšanas varēs darboties līdz pat 20 gadiem, pēc konservatīvākajām aplēsēm. Iespaidīgi, vai ne?
Cik jauna ir ideja par atomakumulatoru?
Ideja par miniatūru kodolreaktoru izveidi (runājam par kodolbaterijām) gaišos prātos parādījās ne tik sen. Tika ierosināts, ka šāda aprīkojuma izmantošana attiecīgajās tehniskajās ierīcēs palīdzēs tikt galā ne tikai ar nepārtrauktas uzlādes nepieciešamību, bet arī ar citiem.
TASS: izdariet pats atomakumulatoru. Inženieri runā
Pirmais paziņojumspar akumulatora izgudrošanu, kas darbosies, pamatojoties uz atomenerģiju, izstrādāja vietējā koncerna Rosatom nodaļa. Tas bija kalnrūpniecības un ķīmijas kombināts. Inženieri teica, ka pirmo enerģijas avotu, kas ir novietots kā atomakumulators, var izveidot jau 2017. gadā.
Darbības princips būs reakcijās, kas notiks ar izotopa “Niķelis-63” palīdzību. Precīzāk, mēs runājam par beta starojumu. Interesanti, ka pēc šāda principa uzbūvēta baterija spēs darboties aptuveni pusgadsimtu. Izmēri būs ļoti, ļoti kompakti. Piemēram: ja paņemat parastu pirksta tipa bateriju un saspiežat to 30 reizes, varat skaidri redzēt, kāds būs atomakumulatora izmērs.
Vai kodolakumulators ir drošs?
Inženieri ir pilnīgi pārliecināti, ka šāds barošanas avots neradīs nekādu apdraudējumu cilvēka veselībai. Šīs pārliecības iemesls bija akumulatora dizains. Protams, jebkura izotopa tiešais beta starojums kaitēs dzīvam organismam. Bet, pirmkārt, šajā akumulatorā tas būs “mīksts”. Otrkārt, pat šis starojums neizdzisīs, jo tiks absorbēts pašā strāvas avotā.
Sakarā ar to, ka kodolakumulatori "Russia A123" uzņems starojumu sevī, neizlaižot to ārā, eksperti jau veido stratēģisko prognozi kodolbateriju izmantošanai dažādās medicīnas jomās. Piemēram, to var ieviest elektrokardiostimulatoru dizainā. 2. indaudzsološs virziens ir kosmosa nozare. Trešajā vietā, protams, ir rūpniecība. Ārpus pirmā trijnieka ir daudz zaru, kurās būs iespējams veiksmīgi izmantot atomenerģijas avotu. Iespējams, vissvarīgākais no tiem ir transports.
Atomenerģijas avota trūkumi
Ko mēs iegūstam kodolakumulatora vietā? Tā teikt, ko mēs redzēsim, ja paskatīsimies no citas puses? Pirmkārt, šādu autonomu enerģijas avotu ražošana maksās diezgan santīmu. Precīzas summas inženieri nosaukt nevēlējās. Varbūt viņi baidījās izdarīt nepareizus agrīnus secinājumus. Taču aptuvens aprēķins tika dots nevis skaitļos, bet vārdos. Tas ir, "viss ir ļoti dārgs". Nu, tas bija diezgan sagaidāms, vienkārši loģiski novērtējot lietas būtību. Varbūt ir pāragri runāt par sērijveida ražošanu rūpnieciskā mērogā. Atliek tikai cerēt, ka laika gaitā tiks atrastas alternatīvas tehnoloģijas, kas ļaus izveidot atomakumulatoru, neapdraudot tā uzticamību un praktiskumu, bet daudz lētāk.
Starp citu, TASS novērtēja 1 gramu vielas uz 4 tūkstošiem dolāru. Tādējādi, lai iegūtu nepieciešamo atommasas masu, kas nodrošinās akumulatora ilgstošu lietošanu, šobrīd nepieciešams iztērēt 4,5 miljonus rubļu. Problēma slēpjas pašā izotopā. Dabā tas vienkārši neeksistē, viņi rada izotopu, izmantojot īpašus reaktorus. Mūsu valstī tādi ir tikai trīs. Kā jau minēts iepriekš, varbūt ar laiku tas būs iespējamsizmantojiet citus elementus, lai samazinātu avota ražošanas izmaksas.
Tomska. Atomu akumulators
Atomu akumulatoru izgudrošanu veic ne tikai profesionāli inženieri un dizaineri. Nesen Tomskas Politehniskās universitātes maģistrantūras students izstrādāja jauna ar kodolenerģiju darbināma akumulatora modeli. Šo cilvēku sauc Dmitrijs Prokopjevs. Tā attīstība spēj normāli funkcionēt 12 gadus. Šajā laikā tas nebūs jāuzlādē pat vienu reizi.
Sistēmas centrs bija radioaktīvs izotops, ko sauc par "tritiju". Prasmīgi izmantojot, tas ļauj virzīt pussabrukšanas perioda laikā izdalīto enerģiju pareizajā virzienā. Šajā gadījumā enerģija tiek atbrīvota pa daļām. Var teikt, dozēts vai porcijās. Atgādiniet, ka šī kodolelementa pussabrukšanas periods ir aptuveni 12 gadi. Tāpēc norādītajā laika posmā ir iespējams izmantot akumulatoru šim vienumam.
Tritija priekšrocības
Salīdzinot ar atomakumulatoru, kuram ir silīcija detektors, uz tritija bāzes izgatavota atomu baterija laika gaitā nemaina savus raksturlielumus. Un šī ir tā neapšaubāmā priekšrocība, jāatzīmē. Izgudrojums tika pārbaudīts Novosibirskas Kodolfizikas institūtā, kā arī Tomskas universitātes Fizikas un tehnoloģiju institūtā. Atomu baterijai, kuras darbības princips ir balstīts uz kodolreakciju, ir noteiktas perspektīvas. Parasti tas attiecas uz elektroniku. Kopā ar to ir militārā tehnika, medicīna unaviācijas un kosmosa rūpniecība. Mēs par to jau esam runājuši.
Secinājums
Par visām augstajām atomakumulatoru ražošanas izmaksām cerēsim, ka tuvākajā nākotnē mēs tos tomēr satiksim tālruņos. Tagad daži vārdi par elementu, kas veidos akumulatora pamatu. Tritijam, protams, ir kodols. Tomēr šī elementa starojums ir vājš. Tas nevar kaitēt cilvēka veselībai. Iekšējie orgāni un āda necietīs no prasmīgas lietošanas. Tāpēc tas tika izvēlēts izmantošanai baterijās.
