הטלפון הנייד הראשון נוצר לפני יותר מארבעים שנה. המדע מתקדם, כמובן. ומי היה מאמין באותו זמן שארבעים שנה מאוחר יותר, תיוולד סוללה אטומית לטלפון? כן, המדע אינו צועד בצעדי ענק, אבל עדיין עם פריצות דרך משמעותיות בתחומים רבים, במיוחד בתקופה האחרונה. ומאמר זה יוקדש במיוחד לנושא השימוש בסוללות אטומיות במכשירים מודרניים.
הקדמה
עכשיו שוק הסמארטפונים הוא אחד התחומים המבטיחים ביותר של האלקטרוניקה. אזור זה מתפתח באופן דינמי, מבלי לעצור לדקה. נראה שהאייפון 3 רק יצא למכירה, והאייפון 6 והאייפון 6 פלוס כבר מתהדרים על המדפים של חנויות התקשורת הסלולרית. מיותר לציין באיזה דרך עברו מהנדסי החברה כדי לרצות את המשתמשים עם החומרה העדכנית ביותר?
ניתן לומר אותו דבר על אנדרואיד ו-Windows Phone. עוד כמהלפני שנים, כל כיתת בית הספר התאספה סביב אדם בר מזל שהיה לו טלפון אנדרואיד. וכשמישהו הצליח לשחק באופן אישי אפליקציה שבה אפשר לשלוט בפעולה על ידי הפיכת המסך (במיוחד אם המשחק הזה היה מקטגוריית המירוצים), הוא ממש קרן מאושר.
אף אחד לא מופתע מזה בימינו. אפילו תלמידי כיתה א' משתמשים עכשיו בשקט בטלפונים של אפל בלי הרבה שמחה והנאה, ולא מבינים כמה הם באמת ברי מזל. ובכל זאת, הם פשוט לא יודעים שפעם היו טלפונים שעבדו בעזרת כפתורים, לא בקרות מגע. שהיו רק כמה משחקים בטלפונים האלה. ושגם הנחש על המסך הדו-צבעוני של נוקיה 1100 היה אירוע להנאה אינסופית עבור הילדים של אז, והם שיחקו בו כמעט ימים על גבי ימים.
כמובן, אז המשחקים היו באיכות הרבה יותר נמוכה. ניתן היה להשתמש בטלפונים כאלה במשך מספר ימים ללא שימוש בטעינה. כעת תעשיית המשחקים בתחום הסמארטפונים הגיעה לרמה גבוהה יותר, וזה דורש סוללות טלפון חזקות יותר. כמה זמן לדעתך הסמארטפון האחרון והחזק ביותר מבחינת חיי סוללה יכול להחזיק מעמד?
האם אנחנו צריכים סוללה אטומית?
אנו מבטיחים לך שגם עם שימוש פסיבי, סביר להניח שהוא (smarfton) לא יחזיק יותר מ-3 ימים. סוללות ליתיום-יון משמשות כמקורות כוח בסמארטפונים מודרניים. מעט פחות נפוץדגמים הפועלים על סוללות פולימר. למעשה, טלפונים אלה אינם עומדים בעבודה ארוכה מאוד. אתה יכול להפעיל אותם במהלך חיי הסוללה, לצפות בסרטים עליהם במשך כמה שעות, שלרוב לא יעלה על עשר. יצרנים של מכשירים כאלה מתחרים בכמה כיוונים בבת אחת. המאבק הפעיל ביותר על המקום הראשון הוא תחת הקריטריונים הבאים:
- אלכסוני מסך.
- חומרה וביצועים.
- מידות (ליתר דיוק, המאבק הוא להקטין את העובי).
- ספק כוח אוטונומי רב עוצמה.
כפי שאנו יכולים לראות, השאלה אם אנחנו צריכים סוללה אטומית לטלפון נשארת פתוחה. על פי חישובים של מדענים, טלפונים בעתיד יכולים להיות מצוידים בסוללות הפועלות על עיקרון התגובה של יסוד גרעיני בשם טריטיום. במקרה זה, הטלפונים יוכלו לעבוד ללא טעינה עד 20 שנה, על פי ההערכות השמרניות ביותר. מרשים, נכון?
כמה חדש הרעיון של סוללה אטומית?
הרעיון של יצירת כורים גרעיניים מיניאטוריים (אנחנו מדברים על סוללות גרעיניות) הופיע במוחות בהירים לא כל כך מזמן. הוצע כי השימוש בציוד כזה במכשירים הטכניים הרלוונטיים יעזור להתמודד עם הבעיה לא רק של הצורך בטעינה מתמדת, אלא גם עם אחרים.
TASS: סוללה אטומית עשה זאת בעצמך. מהנדסים מדברים
הצהרה ראשונהעל המצאת סוללה שתעבוד על בסיס אנרגיה אטומית, נעשתה על ידי חטיבה של קונצרן ביתי בשם Rosatom. זה היה הקומביין של הכרייה והכימיה. מהנדסים אמרו שניתן ליצור את מקור הכוח הראשון, הממוקם כסוללה אטומית, כבר ב-2017.
עקרון הפעולה יהיה בתגובות שיתרחשו בעזרת האיזוטופ "ניקל-63". ליתר דיוק, אנחנו מדברים על קרינת בטא. מעניין שסוללה הבנויה על פי העיקרון הזה תוכל לעבוד כחצי מאה. המידות יהיו מאוד מאוד קומפקטיות. לדוגמה: אם אתה לוקח סוללה רגילה מסוג אצבע ולוחץ אותה 30 פעמים, אתה יכול לראות בבירור איזה גודל יהיה לסוללה אטומית.
האם סוללה גרעינית בטוחה?
מהנדסים בטוחים לחלוטין שספק כוח כזה לא יהווה כל סכנה לבריאות האדם. הסיבה לביטחון זה הייתה עיצוב הסוללה. כמובן, קרינת בטא ישירה של כל איזוטופ תפגע באורגניזם חי. אבל, ראשית, בסוללה זו היא תהיה "רכה". שנית, אפילו הקרינה הזו לא תכבה, כי היא תיספג בתוך מקור הכוח עצמו.
בשל העובדה שסוללות גרעיניות "Russia A123" יספגו קרינה בתוך עצמן, מבלי לשחרר אותה החוצה, מומחים כבר בונים תחזית אסטרטגית לשימוש בסוללות גרעיניות בתחומי הרפואה השונים. לדוגמה, ניתן להכניס אותו לעיצוב של קוצבי לב. 2 בהכיוון המבטיח הוא תעשיית החלל. במקום השלישי, כמובן, נמצאת התעשייה. מחוץ לשלושת העליונים ישנם ענפים רבים בהם ניתן יהיה להשתמש בהצלחה במקור האנרגיה האטומי. אולי החשוב שבהם הוא התחבורה.
חסרונות של אספקת חשמל אטומית
מה אנחנו מקבלים במקום סוללה גרעינית? כביכול, מה נראה אם נביט מהצד השני? ראשית, ייצור מקורות אנרגיה אוטונומיים כאלה יעלה אגורה יפה. מהנדסים לא רצו לנקוב בסכומים המדויקים. אולי הם פחדו להסיק מסקנות מוקדמות לא נכונות. עם זאת, הערכה גסה ניתנה לא במספרים, אלא במילים. כלומר, "הכל מאוד יקר". ובכן, זה היה די צפוי, לאחר שהערכתי את מהות העניין פשוט בהיגיון. אולי מוקדם מדי לדבר על ייצור סדרתי בקנה מידה תעשייתי. נותר רק לקוות שעם הזמן יימצאו טכנולוגיות חלופיות שיאפשרו ליצור סוללה אטומית מבלי לפגוע באמינותה ובפרקטיות שלה, אבל הרבה יותר זול.
אגב, TASS העריך גרם אחד מהחומר ב-4,000 דולר. לפיכך, על מנת להשיג את המסה הדרושה של חומר אטומי, אשר תבטיח שימוש ארוך טווח בסוללה, יש צורך כרגע להוציא 4.5 מיליון רובל. הבעיה נעוצה באיזוטופ עצמו. בטבע, זה פשוט לא קיים, הם יוצרים איזוטופ באמצעות כורים מיוחדים. יש רק שלושה מהם בארצנו. כפי שציינו קודם, אולי עם הזמן זה יהיה אפשריהשתמש באלמנטים אחרים כדי להפחית את עלות הייצור של המקור.
טומסק. סוללה אטומית
המצאת הסוללות האטומיות לא נעשית רק על ידי מהנדסים ומעצבים מקצועיים. לאחרונה, סטודנט לתואר שני באוניברסיטה הפוליטכנית של טומסק פיתח דגם של סוללה חדשה המונעת על ידי גרעין. שמו של האיש הזה הוא דמיטרי פרוקופייב. הפיתוח שלו מסוגל לתפקד כרגיל במשך 12 שנים. במהלך תקופה זו, לא יהיה צורך לחייב אותו אפילו פעם אחת.
מרכז המערכת היה איזוטופ רדיואקטיבי בשם "טריטיום". בעזרת שימוש מיומן, הוא מאפשר לכוון את האנרגיה המשתחררת במהלך מחצית החיים בכיוון הנכון. במקרה זה, אנרגיה משתחררת בחלקים. אפשר לומר, במינון או במנות. נזכיר כי זמן מחצית החיים של יסוד גרעיני זה הוא כ-12 שנים. לכן השימוש בסוללה על פריט זה אפשרי בתוך התקופה שצוינה.
היתרונות של טריטיום
בהשוואה לסוללה אטומית, בעלת גלאי סיליקון, סוללה אטומית על בסיס טריטיום אינה משנה את מאפייניה לאורך זמן. וזהו היתרון הבלתי מעורער שלו, יש לציין. ההמצאה נוסתה במכון נובוסיבירסק לפיזיקה גרעינית, וכן במכון לפיזיקה וטכנולוגיה של אוניברסיטת טומסק. לסוללה אטומית, שהעיקרון שלה מבוסס על תגובה גרעינית, יש סיכויים מסוימים. זה בדרך כלל בתחום האלקטרוניקה. יחד איתו ציוד צבאי, רפואה ותעשיית התעופה והחלל. כבר דיברנו על זה.
מסקנה
עם כל העלות הגבוהה של הייצור של סוללות אטומיות, נקווה שעוד נפגוש אותן בטלפונים בעתיד הקרוב. עכשיו כמה מילים על האלמנט שיהווה את הבסיס לסוללה. טריטיום הוא, כמובן, גרעיני באופיו. עם זאת, הקרינה של יסוד זה חלשה. זה לא יכול להזיק לבריאות האדם. איברים פנימיים ועור לא יסבלו משימוש מיומן. לכן הוא נבחר לשימוש בסוללות.
