Το πρώτο κινητό τηλέφωνο δημιουργήθηκε πριν από σαράντα χρόνια. Η επιστήμη βέβαια προοδεύει. Και ποιος θα φανταζόταν εκείνη την εποχή ότι σαράντα χρόνια μετά θα γεννιόταν μια ατομική μπαταρία για το τηλέφωνο; Ναι, η επιστήμη δεν προχωρά με άλματα, αλλά εξακολουθεί να έχει σημαντικές ανακαλύψεις σε πολλούς τομείς, ειδικά τον τελευταίο καιρό. Και αυτό το άρθρο θα αφιερωθεί ειδικά στο θέμα της χρήσης ατομικών μπαταριών σε σύγχρονες συσκευές.
Εισαγωγή
Τώρα η αγορά των smartphone είναι ένας από τους πιο πολλά υποσχόμενους τομείς των ηλεκτρονικών. Η περιοχή αυτή αναπτύσσεται δυναμικά, χωρίς να σταματά ούτε λεπτό. Φαίνεται ότι το iPhone 3 μόλις κυκλοφόρησε και τα iPhone 6 και iPhone 6 Plus ήδη επιδεικνύονται στα ράφια των καταστημάτων κινητής τηλεφωνίας. Περιττό να πούμε, ποιο δρόμο ακολούθησαν οι μηχανικοί της εταιρείας για να ευχαριστήσουν τους χρήστες με το πιο πρόσφατο υλικό;
Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για το Android και το Windows Phone. Ένα δυο ακόμαπριν από χρόνια, όλη η τάξη του σχολείου μαζεύτηκε γύρω από έναν τυχερό που είχε τηλέφωνο Android. Και όταν κάποιος κατάφερε να παίξει προσωπικά μια εφαρμογή στην οποία μπορούσες να ελέγξεις τη δράση γυρίζοντας την οθόνη (ειδικά αν αυτό το παιχνίδι ήταν από την κατηγορία των αγώνων), κυριολεκτικά έλαμψε από ευτυχία.
Κανείς δεν εκπλήσσεται με αυτό στις μέρες μας. Ακόμη και τα παιδιά της πρώτης τάξης χρησιμοποιούν πλέον αθόρυβα τηλέφωνα της Apple χωρίς ιδιαίτερη χαρά και απόλαυση, χωρίς να συνειδητοποιούν πόσο τυχεροί είναι πραγματικά. Ωστόσο, απλώς δεν γνωρίζουν ότι κάποτε υπήρχαν τηλέφωνα που λειτουργούσαν με τη βοήθεια κουμπιών, όχι χειριστηρίων αφής. Ότι υπήρχαν μόνο μερικά παιχνίδια σε αυτά τα τηλέφωνα. Και ότι ακόμη και το φίδι στη δίχρωμη οθόνη του Nokia 1100 ήταν αφορμή για ατελείωτη απόλαυση για τα παιδιά εκείνης της εποχής και το έπαιζαν σχεδόν για μέρες.
Φυσικά, τότε τα παιχνίδια ήταν πολύ χαμηλότερης ποιότητας. Ήταν δυνατή η χρήση τέτοιων τηλεφώνων για αρκετές ημέρες χωρίς επαναφόρτιση. Τώρα η βιομηχανία τυχερών παιχνιδιών στον τομέα των smartphone έχει φτάσει σε υψηλότερο επίπεδο και αυτό απαιτεί πιο ισχυρές μπαταρίες τηλεφώνου. Πόσο καιρό πιστεύετε ότι μπορεί να διαρκέσει το πιο πρόσφατο, πιο ισχυρό smartphone από άποψη διάρκειας μπαταρίας;
Χρειαζόμαστε ατομική μπαταρία;
Σας διαβεβαιώνουμε ότι ακόμη και με παθητική χρήση, το (smarfton) είναι απίθανο να διαρκέσει περισσότερο από 3 ημέρες. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται ως πηγές ενέργειας στα σύγχρονα smartphone. Ελαφρώς λιγότερο συνηθισμένομοντέλα που λειτουργούν με μπαταρίες πολυμερούς. Στην πραγματικότητα, αυτά τα τηλέφωνα δεν αντέχουν πολύ μεγάλη εργασία. Μπορείτε να τα παίξετε κατά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, να παρακολουθήσετε ταινίες σε αυτά για μερικές ώρες, που συνήθως δεν ξεπερνούν τις δέκα. Οι κατασκευαστές τέτοιων συσκευών ανταγωνίζονται σε πολλές κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Ο πιο ενεργός αγώνας για την πρώτη θέση γίνεται με τα ακόλουθα κριτήρια:
- Διαγώνιος οθόνης.
- Υλικό και απόδοση.
- Διαστάσεις (για να γίνουμε πιο συγκεκριμένοι, ο αγώνας είναι να μειωθεί το πάχος).
- Ισχυρό αυτόνομο τροφοδοτικό.
Όπως μπορούμε να δούμε, το ερώτημα εάν χρειαζόμαστε ατομική μπαταρία για το τηλέφωνο παραμένει ανοιχτό. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων, τα τηλέφωνα στο μέλλον μπορούν να εξοπλιστούν με μπαταρίες που λειτουργούν με βάση την αρχή της αντίδρασης ενός πυρηνικού στοιχείου που ονομάζεται τρίτιο. Σε αυτή την περίπτωση, τα τηλέφωνα θα μπορούν να λειτουργούν χωρίς επαναφόρτιση έως και 20 χρόνια, σύμφωνα με τις πιο συντηρητικές εκτιμήσεις. Εντυπωσιακό, έτσι δεν είναι;
Πόσο νέα είναι η ιδέα μιας ατομικής μπαταρίας;
Η ιδέα της δημιουργίας μικροσκοπικών πυρηνικών αντιδραστήρων (μιλάμε για πυρηνικές μπαταρίες) εμφανίστηκε σε λαμπερά μυαλά όχι πολύ καιρό πριν. Προτάθηκε ότι η χρήση τέτοιου εξοπλισμού στις σχετικές τεχνικές συσκευές θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση του προβλήματος όχι μόνο της ανάγκης συνεχούς επαναφόρτισης, αλλά και με άλλους.
TASS: ατομική μπαταρία φτιάξε μόνος σου. Οι μηχανικοί μιλούν
Πρώτη δήλωσησχετικά με την εφεύρεση μιας μπαταρίας που θα λειτουργεί με βάση την ατομική ενέργεια, έγινε από ένα τμήμα μιας εγχώριας εταιρείας που ονομάζεται Rosatom. Ήταν ο Συνδυασμός Μεταλλείων και Χημικών. Οι μηχανικοί είπαν ότι η πρώτη πηγή ενέργειας, η οποία τοποθετείται ως ατομική μπαταρία, μπορεί να δημιουργηθεί ήδη από το 2017.
Η αρχή της λειτουργίας θα είναι στις αντιδράσεις που θα συμβούν με τη βοήθεια του ισοτόπου «Νίκελ-63». Πιο συγκεκριμένα, μιλάμε για ακτινοβολία βήτα. Είναι ενδιαφέρον ότι μια μπαταρία κατασκευασμένη σύμφωνα με αυτήν την αρχή θα μπορεί να λειτουργεί για περίπου μισό αιώνα. Οι διαστάσεις θα είναι πολύ, πολύ συμπαγείς. Για παράδειγμα: αν πάρετε μια συνηθισμένη μπαταρία τύπου δακτύλου και την πιέσετε 30 φορές, μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα τι μέγεθος θα έχει μια ατομική μπαταρία.
Είναι ασφαλής μια πυρηνική μπαταρία;
Οι μηχανικοί είναι απολύτως βέβαιοι ότι ένα τέτοιο τροφοδοτικό δεν θα θέσει σε κίνδυνο την ανθρώπινη υγεία. Ο λόγος για αυτή τη σιγουριά ήταν ο σχεδιασμός της μπαταρίας. Φυσικά, η άμεση ακτινοβολία βήτα οποιουδήποτε ισοτόπου θα βλάψει έναν ζωντανό οργανισμό. Αλλά, πρώτον, σε αυτή την μπαταρία θα είναι "μαλακή". Δεύτερον, ακόμη και αυτή η ακτινοβολία δεν θα σβήσει, γιατί θα απορροφηθεί μέσα στην ίδια την πηγή ενέργειας.
Λόγω του γεγονότος ότι οι πυρηνικές μπαταρίες "Russia A123" θα απορροφούν ακτινοβολία στο εσωτερικό τους, χωρίς να την απελευθερώνουν έξω, οι ειδικοί κατασκευάζουν ήδη μια στρατηγική πρόβλεψη για τη χρήση πυρηνικών μπαταριών σε διάφορους τομείς της ιατρικής. Για παράδειγμα, μπορεί να εισαχθεί στο σχεδιασμό των βηματοδοτών. 2η σεπολλά υποσχόμενη κατεύθυνση είναι η διαστημική βιομηχανία. Στην τρίτη θέση φυσικά βρίσκεται η βιομηχανία. Έξω από τις τρεις πρώτες υπάρχουν πολλοί κλάδοι στους οποίους θα είναι δυνατή η επιτυχής χρήση της ατομικής πηγής ενέργειας. Ίσως το πιο σημαντικό από αυτά είναι οι μεταφορές.
Μειονεκτήματα της ατομικής τροφοδοσίας
Τι παίρνουμε αντί για μια πυρηνική μπαταρία; Για να το πούμε, τι θα δούμε αν κοιτάξουμε από την άλλη πλευρά; Πρώτον, η παραγωγή τέτοιων αυτόνομων πηγών ενέργειας θα κοστίσει μια αρκετά δεκάρα. Οι μηχανικοί δεν θέλησαν να αναφέρουν τα ακριβή ποσά. Ίσως φοβήθηκαν να βγάλουν λανθασμένα πρώιμα συμπεράσματα. Ωστόσο, μια πρόχειρη εκτίμηση έγινε όχι με αριθμούς, αλλά με λόγια. Δηλαδή «όλα είναι πανάκριβα». Λοιπόν, αυτό ήταν αναμενόμενο, αφού υπολόγισε την ουσία του θέματος απλά λογικά. Είναι ίσως πολύ νωρίς για να μιλήσουμε για σειριακή παραγωγή σε βιομηχανική κλίμακα. Μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι με την πάροδο του χρόνου, θα βρεθούν εναλλακτικές τεχνολογίες που θα καταστήσουν δυνατή τη δημιουργία μιας ατομικής μπαταρίας χωρίς να διακυβεύεται η αξιοπιστία και η πρακτικότητά της, αλλά πολύ φθηνότερη.
Παρεμπιπτόντως, το TASS υπολόγισε το 1 γραμμάριο της ουσίας σε 4 χιλιάδες δολάρια. Έτσι, για να αποκτήσετε την απαραίτητη μάζα ατομικής ύλης, η οποία θα εξασφαλίσει τη μακροχρόνια χρήση της μπαταρίας, είναι προς το παρόν απαραίτητο να δαπανηθούν 4,5 εκατομμύρια ρούβλια. Το πρόβλημα βρίσκεται στο ίδιο το ισότοπο. Στη φύση, απλά δεν υπάρχει, δημιουργούν ένα ισότοπο χρησιμοποιώντας ειδικούς αντιδραστήρες. Υπάρχουν μόνο τρεις από αυτές στη χώρα μας. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ίσως με τον καιρό να είναι δυνατόχρησιμοποιήστε άλλα στοιχεία για να μειώσετε το κόστος παραγωγής της πηγής.
Τομσκ. Ατομική μπαταρία
Η εφεύρεση των ατομικών μπαταριών δεν γίνεται μόνο από επαγγελματίες μηχανικούς και σχεδιαστές. Πρόσφατα, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πολυτεχνείο του Τομσκ ανέπτυξε ένα μοντέλο νέας πυρηνικής μπαταρίας. Το όνομα αυτού του άνδρα είναι Ντμίτρι Προκόπιεφ. Η ανάπτυξή του μπορεί να λειτουργήσει κανονικά για 12 χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, δεν θα χρειαστεί να χρεωθεί ούτε μία φορά.
Το κέντρο του συστήματος ήταν ένα ραδιενεργό ισότοπο που ονομαζόταν «τρίτιο». Με επιδέξια χρήση, σας επιτρέπει να κατευθύνετε την ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια του χρόνου ημιζωής προς τη σωστή κατεύθυνση. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια απελευθερώνεται σε μέρη. Μπορείτε να πείτε, σε δόση ή σε μερίδες. Θυμηθείτε ότι ο χρόνος ημιζωής αυτού του πυρηνικού στοιχείου είναι περίπου 12 χρόνια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η χρήση της μπαταρίας σε αυτό το αντικείμενο είναι δυνατή εντός της καθορισμένης περιόδου.
Οφέλη του τριτίου
Σε σύγκριση με μια ατομική μπαταρία, η οποία διαθέτει ανιχνευτή πυριτίου, μια ατομική μπαταρία με βάση το τρίτιο δεν αλλάζει τα χαρακτηριστικά της με την πάροδο του χρόνου. Και αυτό είναι το αναμφισβήτητο πλεονέκτημά του, πρέπει να σημειωθεί. Η εφεύρεση δοκιμάστηκε στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής του Νοβοσιμπίρσκ, καθώς και στο Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Τομσκ. Μια ατομική μπαταρία, η αρχή της οποίας βασίζεται σε μια πυρηνική αντίδραση, έχει ορισμένες προοπτικές. Αυτό είναι συνήθως στον τομέα των ηλεκτρονικών. Μαζί του είναι στρατιωτικός εξοπλισμός, φάρμακα καιαεροδιαστημική βιομηχανία. Έχουμε ήδη μιλήσει για αυτό.
Συμπέρασμα
Παρά όλο το υψηλό κόστος παραγωγής ατομικών μπαταριών, ας ελπίσουμε ότι θα τις συναντήσουμε ακόμα σε τηλέφωνα στο εγγύς μέλλον. Τώρα λίγα λόγια για το στοιχείο που θα αποτελέσει τη βάση της μπαταρίας. Το τρίτιο είναι, φυσικά, πυρηνικής φύσης. Ωστόσο, η ακτινοβολία αυτού του στοιχείου είναι ασθενής. Δεν μπορεί να βλάψει την ανθρώπινη υγεία. Τα εσωτερικά όργανα και το δέρμα δεν θα υποφέρουν από επιδέξια χρήση. Γι' αυτό επιλέχθηκε για χρήση σε μπαταρίες.
