პირველი მობილური ტელეფონი შეიქმნა ორმოცი წლის წინ. მეცნიერება, რა თქმა უნდა, პროგრესირებს. და ვინ იფიქრებდა იმ დროს, რომ ორმოცი წლის შემდეგ დაიბადებოდა ატომური ბატარეა ტელეფონისთვის? დიახ, მეცნიერება არ მიისწრაფვის ნახტომებით და საზღვრებით, მაგრამ მაინც მნიშვნელოვანი გარღვევაა ბევრ სფეროში, განსაკუთრებით ბოლო დროს. და ეს სტატია კონკრეტულად დაეთმობა ატომური ბატარეების თანამედროვე მოწყობილობებში გამოყენების თემას.
შესავალი
ახლა სმარტფონების ბაზარი ელექტრონიკის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული სფეროა. ეს უბანი დინამიურად, ერთი წუთით შეჩერების გარეშე ვითარდება. როგორც ჩანს, iPhone 3 ახლახან გამოვიდა გაყიდვაში, ხოლო iPhone 6 და iPhone 6 Plus უკვე ფანტავს ფიჭური საკომუნიკაციო მაღაზიების თაროებზე. ზედმეტია იმის თქმა, რა გზა გაიარეს კომპანიის ინჟინრებმა, რათა მოეწონათ მომხმარებლები უახლესი ტექნიკით?
იგივე შეიძლება ითქვას Android-სა და Windows Phone-ზე. კიდევ რამდენიმეწლების წინ, მთელი სკოლის კლასი შეიკრიბა იღბლიანი კაცის გარშემო, რომელსაც ჰქონდა Android ტელეფონი. და როდესაც ვინმემ მოახერხა აპლიკაციის დაკვრა, რომელშიც თქვენ შეგეძლოთ აკონტროლოთ მოქმედება ეკრანის შემობრუნებით (განსაკუთრებით თუ ეს თამაში რბოლის კატეგორიიდან იყო), ის ფაქტიურად ბედნიერებისგან გაბრწყინდა.
დღეს ეს არავის უკვირს. პირველკლასელებიც კი ჩუმად იყენებენ Apple-ის ტელეფონებს დიდი სიხარულისა და სიამოვნების გარეშე, ვერც კი აცნობიერებენ, რამდენად იღბლიანები არიან ისინი. მიუხედავად ამისა, მათ უბრალოდ არ იციან, რომ ოდესღაც არსებობდნენ ტელეფონები, რომლებიც მუშაობდნენ ღილაკებით და არა შეხებით. რომ მხოლოდ რამდენიმე თამაში იყო ამ ტელეფონებზე. და რომ Nokia 1100-ის ორფეროვან ეკრანზე გველიც კი იყო იმდროინდელი ბავშვებისთვის გაუთავებელი სიამოვნების მიზეზი და ისინი მას თითქმის დღეების განმავლობაში თამაშობდნენ.
რა თქმა უნდა, მაშინ თამაშები გაცილებით დაბალი ხარისხის იყო. ასეთი ტელეფონების გამოყენება რამდენიმე დღის განმავლობაში იყო შესაძლებელი გადატენვის გარეშე. ახლა სათამაშო ინდუსტრია სმარტფონების სფეროში მიაღწია უფრო მაღალ დონეს და ეს მოითხოვს ტელეფონის უფრო მძლავრ ბატარეებს. როგორ ფიქრობთ, რამდენ ხანს შეიძლება გაგრძელდეს უახლესი, ყველაზე ძლიერი სმარტფონი ბატარეის მუშაობის თვალსაზრისით?
გვჭირდება ატომური ბატარეა?
გარწმუნებთ, რომ პასიური გამოყენების შემთხვევაშიც კი, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ის (სმარფტონი) გაგრძელდეს 3 დღეზე მეტ ხანს. თანამედროვე სმარტფონებში ენერგიის წყაროდ გამოიყენება ლითიუმ-იონური ბატარეები. ოდნავ ნაკლებად გავრცელებულიმოდელები, რომლებიც მუშაობენ პოლიმერულ ბატარეებზე. სინამდვილეში, ეს ტელეფონები არ უძლებს ძალიან ხანგრძლივ მუშაობას. მათი დაკვრა შეგიძლიათ ბატარეის მუშაობის დროს, უყუროთ ფილმებს მათზე რამდენიმე საათის განმავლობაში, რაც ჩვეულებრივ ათს არ აღემატება. ასეთი მოწყობილობების მწარმოებლები კონკურენციას უწევენ ერთდროულად რამდენიმე მიმართულებით. პირველი ადგილისთვის ყველაზე აქტიური ბრძოლა შემდეგი კრიტერიუმებით მიმდინარეობს:
- ეკრანის დიაგონალი.
- აპარატურა და შესრულება.
- ზომები (უფრო კონკრეტულად რომ ვთქვათ, ბრძოლა არის სისქის შემცირება).
- ძლიერი ავტონომიური კვების წყარო.
როგორც ვხედავთ, კითხვა გვჭირდება თუ არა ტელეფონისთვის ატომური ბატარეა ღია რჩება. მეცნიერთა გამოთვლებით, ტელეფონები მომავალში შეიძლება აღიჭურვოს ბატარეებით, რომლებიც მუშაობენ ბირთვული ელემენტის რეაქციის პრინციპზე, რომელსაც ეწოდება ტრიტიუმი. ყველაზე კონსერვატიული შეფასებით, ამ შემთხვევაში ტელეფონები 20 წლამდე დატენვის გარეშე იმუშავებენ. შთამბეჭდავია, არა?
რამდენად ახალია ატომური ბატარეის იდეა?
მინიატურული ბირთვული რეაქტორების შექმნის იდეა (საუბარია ბირთვულ ბატარეებზე) ნათელ გონებაში არც ისე დიდი ხნის წინ გაჩნდა. ვარაუდობდნენ, რომ მსგავსი აღჭურვილობის გამოყენება შესაბამის ტექნიკურ მოწყობილობებში დაეხმარება გაუმკლავდეს არა მხოლოდ მუდმივი დატენვის აუცილებლობის პრობლემას, არამედ სხვას..
TASS: გააკეთე შენ თვითონ ატომური ბატარეა. ინჟინრები საუბრობენ
პირველი განცხადებაბატარეის გამოგონების შესახებ, რომელიც იმუშავებს ატომურ ენერგიაზე დაყრდნობით, გააკეთა შიდა კონცერნის განყოფილებამ, სახელად Rosatom. ეს იყო სამთო-ქიმიური კომბინატი. ინჟინრებმა განაცხადეს, რომ ელექტროენერგიის პირველი წყარო, რომელიც განლაგებულია ატომური ბატარეის სახით, შეიძლება შეიქმნას უკვე 2017 წელს.
მოქმედების პრინციპი იქნება რეაქციებში, რომლებიც მოხდება იზოტოპის "ნიკელ-63"-ის დახმარებით. უფრო კონკრეტულად, საუბარია ბეტა გამოსხივებაზე. საინტერესოა, რომ ამ პრინციპით აგებული ბატარეა დაახლოებით ნახევარი საუკუნის განმავლობაში იმუშავებს. ზომები იქნება ძალიან, ძალიან კომპაქტური. მაგალითად: თუ აიღებთ ჩვეულებრივ თითის ტიპის ბატარეას და 30-ჯერ დაჭერით, ნათლად დაინახავთ რა ზომის იქნება ატომური ბატარეა.
ატომური ბატარეა უსაფრთხოა?
ინჟინრები აბსოლუტურად დარწმუნებულები არიან, რომ ასეთი ელექტრომომარაგება არანაირ საფრთხეს არ შეუქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას. ამ ნდობის მიზეზი იყო ბატარეის დიზაინი. რა თქმა უნდა, ნებისმიერი იზოტოპის პირდაპირი ბეტა გამოსხივება ზიანს აყენებს ცოცხალ ორგანიზმს. მაგრამ, პირველ რიგში, ამ ბატარეაში ის იქნება "რბილი". მეორეც, ეს გამოსხივებაც კი არ გაქრება, რადგან ის შეიწოვება თავად ენერგიის წყაროს შიგნით.
იმის გამო, რომ ბირთვული ბატარეები "Russia A123" შთანთქავს რადიაციას საკუთარ თავში, მის გარეთ გათავისუფლების გარეშე, ექსპერტები უკვე ქმნიან სტრატეგიულ პროგნოზს ბირთვული ბატარეების გამოყენების შესახებ მედიცინის სხვადასხვა დარგში. მაგალითად, ის შეიძლება დაინერგოს კარდიოსტიმულატორების დიზაინში. მე-2-შიპერსპექტიული მიმართულება კოსმოსური ინდუსტრიაა. მესამე ადგილზე, რა თქმა უნდა, მრეწველობაა. სამეულს მიღმა არის მრავალი ფილიალი, რომლებშიც შესაძლებელი იქნება ატომური ენერგიის წყაროს წარმატებით გამოყენება. შესაძლოა მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი ტრანსპორტია.
ატომური ელექტრომომარაგების ნაკლოვანებები
რას ვიღებთ ბირთვული ბატარეის ნაცვლად? ასე ვთქვათ, მეორე მხრიდან რომ გავიხედოთ რას დავინახავთ? ჯერ ერთი, ასეთი ავტონომიური ენერგიის წყაროების წარმოება საკმაოდ პენი დაჯდება. ინჟინრებმა ზუსტი თანხების დასახელება არ ისურვეს. შესაძლოა, მათ ეშინოდათ არასწორი ადრეული დასკვნების გამოტანა. თუმცა, უხეში შეფასება იყო არა რიცხვებით, არამედ სიტყვებით. ანუ „ყველაფერი ძალიან ძვირია“. ისე, ეს სავსებით მოსალოდნელი იყო, რადგან საკითხის არსი უბრალოდ ლოგიკურად შეფასდა. ინდუსტრიული მასშტაბის სერიულ წარმოებაზე საუბარი ალბათ ნაადრევია. ჩვენ მხოლოდ იმედი გვაქვს, რომ დროთა განმავლობაში მოიძებნება ალტერნატიული ტექნოლოგიები, რომლებიც შესაძლებელს გახდის ატომური ბატარეის შექმნას მისი საიმედოობისა და პრაქტიკულობის დარღვევის გარეშე, მაგრამ ბევრად უფრო იაფი.
სხვათა შორის, TASS-მა ნივთიერების 1 გრამი 4 ათას დოლარად შეაფასა. ამრიგად, ატომური ნივთიერების საჭირო მასის მოსაპოვებლად, რაც უზრუნველყოფს ბატარეის ხანგრძლივ გამოყენებას, ამჟამად საჭიროა 4,5 მილიონი რუბლის დახარჯვა. პრობლემა თავად იზოტოპშია. ბუნებაში, ის უბრალოდ არ არსებობს, ისინი ქმნიან იზოტოპს სპეციალური რეაქტორების გამოყენებით. ჩვენს ქვეყანაში მხოლოდ სამი მათგანია. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, შესაძლოა დროთა განმავლობაში ეს შესაძლებელი იყოსგამოიყენეთ სხვა ელემენტები წყაროს წარმოების ღირებულების შესამცირებლად.
ტომსკი. ატომური ბატარეა
ატომური ბატარეების გამოგონება არ ხდება მხოლოდ პროფესიონალი ინჟინრებისა და დიზაინერების მიერ. ცოტა ხნის წინ, ტომსკის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტის ასპირანტმა შეიმუშავა ახალი ბირთვული ბატარეის მოდელი. ამ კაცს დიმიტრი პროკოპიევი ჰქვია. მის განვითარებას შეუძლია ნორმალურად ფუნქციონირება 12 წლის განმავლობაში. ამ დროის განმავლობაში, მისი ერთჯერად გადახდაც კი არ დაგჭირდებათ.
სისტემის ცენტრი იყო რადიოაქტიური იზოტოპი სახელწოდებით "ტრიტიუმი". ოსტატურად გამოყენებით, ის საშუალებას გაძლევთ მიმართოთ ნახევარგამოყოფის პერიოდში გამოთავისუფლებული ენერგია სწორი მიმართულებით. ამ შემთხვევაში ენერგია ნაწილებად გამოიყოფა. შეგიძლიათ თქვათ, დოზირებული ან პორციულად. შეგახსენებთ, რომ ამ ბირთვული ელემენტის ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით 12 წელია. სწორედ ამიტომ ამ ნივთზე ბატარეის გამოყენება შესაძლებელია მითითებულ ვადაში.
ტრიტიუმის სარგებელი
ატომურ ბატარეასთან შედარებით, რომელსაც აქვს სილიკონის დეტექტორი, ტრიტიუმზე დაფუძნებული ატომური ბატარეა დროთა განმავლობაში არ ცვლის თავის მახასიათებლებს. და ეს არის მისი უდავო უპირატესობა, უნდა აღინიშნოს. გამოგონება გამოსცადეს ნოვოსიბირსკის ბირთვული ფიზიკის ინსტიტუტში, ასევე ტომსკის უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ტექნოლოგიების ინსტიტუტში. ატომურ ბატარეას, რომლის პრინციპი ემყარება ბირთვულ რეაქციას, აქვს გარკვეული პერსპექტივები. ეს ჩვეულებრივ ელექტრონიკის სფეროშია. მასთან ერთად არის სამხედრო ტექნიკა, მედიკამენტები დასაჰაერო კოსმოსური ინდუსტრია. ჩვენ უკვე ვისაუბრეთ ამაზე.
დასკვნა
ატომური ბატარეების წარმოების ყველა მაღალი ღირებულების გამო, იმედი ვიქონიოთ, რომ მათ ტელეფონებში მაინც შევხვდებით უახლოეს მომავალში. ახლა რამდენიმე სიტყვა ელემენტის შესახებ, რომელიც ბატარეის საფუძველს წარმოადგენს. ტრიტიუმი, რა თქმა უნდა, ბირთვული ხასიათისაა. თუმცა, ამ ელემენტის გამოსხივება სუსტია. მას არ შეუძლია ზიანი მიაყენოს ადამიანის ჯანმრთელობას. შინაგანი ორგანოები და კანი არ განიცდიან ოსტატურად გამოყენებას. სწორედ ამიტომ შეირჩა ის ბატარეებში გამოსაყენებლად.
