První mobilní telefon byl vytvořen před více než čtyřiceti lety. Věda jde samozřejmě kupředu. A kdo by si v té době pomyslel, že se o čtyřicet let později zrodí atomová baterie pro telefon? Ano, věda nekráčí mílovými kroky, ale stále s výraznými průlomy v mnoha oblastech, zejména v poslední době. A tento článek bude věnován konkrétně tématu použití atomových baterií v moderních zařízeních.
Intro
Trh s chytrými telefony je nyní jednou z nejslibnějších oblastí elektroniky. Tato oblast se dynamicky rozvíjí, aniž by se na minutu zastavila. Zdálo by se, že iPhone 3 se právě začal prodávat a iPhone 6 a iPhone 6 Plus se již chlubí na pultech obchodů s mobilní komunikací. Netřeba říkat, jakou cestou se inženýři společnosti vydali, aby potěšili uživatele nejnovějším hardwarem?
Totéž lze říci o Androidu a Windows Phone. Ještě párpřed lety se celá školní třída sešla kolem šťastlivce, který měl telefon s Androidem. A když se někomu podařilo osobně zahrát aplikaci, ve které jste mohli ovládat akci otáčením obrazovky (zvlášť pokud tato hra byla z kategorie závodní), doslova zářil štěstím.
To v dnešní době nikoho nepřekvapuje. I prvňáčci nyní potichu používají jablečné telefony bez větší radosti a potěšení, aniž by si uvědomovali, jaké mají vlastně štěstí. Přesto prostě nevědí, že kdysi existovaly telefony, které fungovaly pomocí tlačítek, nikoli dotykového ovládání. Že na těch telefonech bylo jen pár her. A že i had na dvoubarevném displeji telefonu Nokia 1100 byl pro tehdejší děti příležitostí k nekonečné radosti a hrály si ho téměř celé dny.
Samozřejmě pak byly hry mnohem nižší kvality. Takové telefony bylo možné používat několik dní bez nutnosti dobíjení. Nyní se herní průmysl na poli smartphonů dostal na vyšší úroveň a to vyžaduje výkonnější baterie telefonů. Jak dlouho podle vás vydrží nejnovější a nejvýkonnější smartphone z hlediska výdrže baterie?
Potřebujeme atomovou baterii?
Ujišťujeme vás, že i při pasivním používání (smarfton) pravděpodobně nevydrží déle než 3 dny. Lithium-iontové baterie se používají jako zdroje energie v moderních chytrých telefonech. Poněkud méně častémodely, které běží na polymerové baterie. Ve skutečnosti tyto telefony nevydrží příliš dlouhou práci. Můžete je hrát během výdrže baterie, sledovat na nich filmy pár hodin, které většinou nepřekročí deset. Výrobci takových zařízení soutěží v několika směrech najednou. Nejaktivnější boj o první místo probíhá podle následujících kritérií:
- Úhlopříčka obrazovky.
- Hardware a výkon.
- Rozměry (abych byl konkrétnější, bojem je snížit tloušťku).
- Výkonný autonomní napájecí zdroj.
Jak vidíme, otázka, zda potřebujeme pro telefon atomovou baterii, zůstává otevřená. Podle výpočtů vědců mohou být telefony v budoucnu vybaveny bateriemi, které fungují na principu reakce jaderného prvku zvaného tritium. V tomto případě budou telefony podle nejkonzervativnějších odhadů schopny fungovat bez dobíjení až 20 let. Působivé, že?
Jak nová je myšlenka atomové baterie?
Myšlenka na vytvoření miniaturních jaderných reaktorů (mluvíme o jaderných bateriích) se objevila v bystrých myslích teprve nedávno. Bylo navrženo, že použití takového zařízení v příslušných technických zařízeních pomůže vyřešit problém nejen s nutností neustálého dobíjení, ale také s dalšími.
TASS: atomová baterie udělej si sám. Inženýři mluví
První výpiso vynálezu baterie, která bude fungovat na bázi atomové energie, vyrobila divize tuzemského koncernu jménem Rosatom. Byl to Hornický a chemický kombinát. Inženýři uvedli, že první zdroj energie, který je umístěn jako atomová baterie, může být vytvořen již v roce 2017.
Princip činnosti bude v reakcích, které proběhnou pomocí izotopu „Nickel-63“. Konkrétněji mluvíme o beta záření. Zajímavé je, že baterie postavená podle tohoto principu bude schopna fungovat zhruba půl století. Rozměry budou velmi, velmi kompaktní. Například: když vezmete běžnou prstovou baterii a zmáčknete ji 30krát, jasně uvidíte, jakou velikost atomová baterie bude mít.
Je jaderná baterie bezpečná?
Inženýři jsou si naprosto jisti, že takový napájecí zdroj nebude představovat žádné nebezpečí pro lidské zdraví. Důvodem této důvěry byl design baterie. Přímé beta záření jakéhokoli izotopu samozřejmě poškodí živý organismus. Ale za prvé, v této baterii to bude „měkké“. Za druhé, ani toto záření nezhasne, protože bude absorbováno uvnitř samotného zdroje energie.
Vzhledem k tomu, že jaderné baterie „Russia A123“budou absorbovat záření uvnitř sebe, aniž by je uvolnily ven, odborníci již vytvářejí strategickou předpověď pro použití jaderných baterií v různých oblastech medicíny. Lze jej zavést například do konstrukce kardiostimulátorů. 2. vslibným směrem je vesmírný průmysl. Na třetím místě je samozřejmě průmysl. Mimo první tři existuje mnoho odvětví, ve kterých bude možné úspěšně využít atomový zdroj energie. Snad nejdůležitější z nich je doprava.
Nevýhody atomového napájení
Co získáme místo jaderné baterie? Co tedy uvidíme, když se podíváme z druhé strany? Za prvé, výroba takových autonomních zdrojů energie bude stát pěkný cent. Inženýři nechtěli uvádět přesné částky. Možná se báli vyvodit nesprávné včasné závěry. Hrubý odhad však nebyl uveden v číslech, ale ve slovech. Tedy „všechno je velmi drahé“. No, to se dalo docela očekávat, když jsem podstatu věci odhadl jednoduše logicky. O sériové výrobě v průmyslovém měřítku je možná ještě brzy. Nezbývá než doufat, že se časem najdou alternativní technologie, které umožní vytvořit atomovou baterii, aniž by byla ohrožena její spolehlivost a praktičnost, ale mnohem levněji.
Mimochodem, TASS odhadl 1 gram látky na 4 tisíce dolarů. K získání potřebné hmoty atomové hmoty, která zajistí dlouhodobé používání baterie, je tedy v současné době nutné utratit 4,5 milionu rublů. Problém spočívá v samotném izotopu. V přírodě prostě neexistuje, izotop vytvářejí pomocí speciálních reaktorů. U nás jsou jen tři. Jak již bylo zmíněno dříve, možná to časem bude možnépoužijte další prvky ke snížení výrobních nákladů zdroje.
Tomsk. Atomová baterie
Za vynálezem atomových baterií nestojí pouze profesionální inženýři a designéři. Nedávno jeden postgraduální student na Tomské polytechnické univerzitě vyvinul model nové baterie s jaderným pohonem. Tento muž se jmenuje Dmitrij Prokopiev. Jeho vývoj je schopen normálně fungovat 12 let. Během této doby nebude nutné nabíjet ani jednou.
Centrem systému byl radioaktivní izotop zvaný „tritium“. Při šikovném použití umožňuje nasměrovat energii uvolněnou během poločasu rozpadu správným směrem. V tomto případě se energie uvolňuje po částech. Můžete říci, dávkované nebo porcované. Připomeňme, že poločas rozpadu tohoto jaderného prvku je asi 12 let. To je důvod, proč je použití baterie u této položky možné během stanovené doby.
Výhody tritia
V porovnání s atomovou baterií, která má křemíkový detektor, atomová baterie na bázi tritia v průběhu času nemění své vlastnosti. A to je jeho nepochybná výhoda, nutno podotknout. Vynález byl testován v Novosibirském institutu jaderné fyziky a také ve Fyzikálním a technologickém institutu Tomské univerzity. Určitou perspektivu má atomová baterie, jejíž princip je založen na jaderné reakci. To je obvykle v oblasti elektroniky. Spolu s ní je vojenská technika, medicína aletecký průmysl. Už jsme o tom mluvili.
Závěr
Přes všechny vysoké náklady na výrobu atomových baterií doufejme, že se s nimi v blízké budoucnosti ještě setkáme v telefonech. Nyní pár slov o prvku, který bude tvořit základ baterie. Tritium má samozřejmě jadernou povahu. Vyzařování tohoto prvku je však slabé. Nemůže poškodit lidské zdraví. Vnitřní orgány a kůže neutrpí zručným používáním. Proto byl vybrán pro použití v bateriích.
