ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು
1950 ರ ದಶಕದಷ್ಟು ಹಿಂದೆಯೇ, ಬೀಟಾ ವಿಕಿರಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾದ ಬೀಟಾವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ಸ್ ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಆಧಾರವಾಗಿದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪರಿಗಣಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇಂದು, ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಮಾಣು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಬಳಕೆ ಅಂತರ್ಗತವಾಗಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ವಿಶ್ವಾಸದಿಂದ ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಲು ನಿಜವಾದ ಆಧಾರಗಳಿವೆ. ರೇಡಿಯೊಐಸೋಟೋಪ್ ಸ್ಮೋಕ್ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ಗಳಂತಹ ದೈನಂದಿನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ಜನರು ಹತ್ತಾರು ಪರಮಾಣು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಈಗಾಗಲೇ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಮಾರ್ಚ್ 2014 ರಲ್ಲಿ, ಅಮೆರಿಕದ ಕೊಲಂಬಿಯಾದ ಮಿಸ್ಸೌರಿ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಾದ ಜೇ ಕ್ವಾನ್ ಮತ್ತು ಬೆಕ್ ಕಿಮ್ ಅವರು ಸ್ಟ್ರಾಂಷಿಯಂ-90 ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಪವರ್ ಮೂಲದ ವಿಶ್ವದ ಮೊದಲ ಕೆಲಸದ ಮೂಲಮಾದರಿಯನ್ನು ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸಿದರು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಪಾತ್ರವು ಶಕ್ತಿ ಬಫರ್ ಆಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ಕೆಳಗೆ ವಿವರಿಸಲಾಗುವುದು.
ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ನಿರ್ವಹಣೆಯಿಲ್ಲದೆ ವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೀಟಾ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಸ್ಟ್ರಾಂಷಿಯಂ -90 ನ ಇತರ ಕೊಳೆಯುವ ಉತ್ಪನ್ನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವುದರಿಂದ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಸ್ಥಗಿತದಿಂದಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಅಂತಹ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಶಕ್ತಿಯು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ಅಂತರಿಕ್ಷ ನೌಕೆಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬಲು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಾಕಾಗುತ್ತದೆ.ಹೊಸ ಉತ್ಪನ್ನದ ರಹಸ್ಯವು ಬೀಟಾವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸಾಕಷ್ಟು ಹೊಸ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿದೆ - ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ ಅನುರಣಕಗಳು.
ಅಲ್ಟ್ರಾ-ದಕ್ಷ ಸೌರ ಕೋಶಗಳು, ಸಂಪೂರ್ಣ ಫ್ಲಾಟ್ ಲೆನ್ಸ್ಗಳು ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣುಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಗಿಂತ ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಹೊಂದಿರುವ ವಿಶೇಷ ಮುದ್ರಣ ಶಾಯಿ ಸೇರಿದಂತೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ಗಳನ್ನು ಕಳೆದ ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ ಅನುರಣಕಗಳು ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ವಿಶೇಷ ರಚನೆಗಳಾಗಿವೆ.
ಇಂದು, ಪರಮಾಣುಗಳ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ರೇಡಿಯೊಐಸೋಟೋಪ್ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಇವೆ, ಆದರೆ ಇದು ನೇರವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಮಧ್ಯಂತರ ಭೌತಿಕ ಸಂವಹನಗಳ ಸರಪಳಿಯ ಮೂಲಕ.
ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಮಾತ್ರೆಗಳು ಅವರು ಇರುವ ಕಂಟೇನರ್ನ ದೇಹವನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡುತ್ತವೆ, ನಂತರ ಈ ಶಾಖವನ್ನು ಥರ್ಮೋಕೂಲ್ಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲೂ ಭಾರಿ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯು ಕಳೆದುಹೋಗುತ್ತದೆ; ಇದರಲ್ಲಿ, ಅಂತಹ ರೇಡಿಯೊಐಸೋಟೋಪ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ದಕ್ಷತೆಯು 7% ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ. ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಬ್ಯಾಟರಿ ಭಾಗಗಳ ಅತ್ಯಂತ ಕ್ಷಿಪ್ರ ನಾಶದಿಂದಾಗಿ ಬೆಟಾವೋಲ್ಟಿಕಾವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ.
ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ಈ ಕೊಳೆತ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಬೀಟಾ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಘರ್ಷಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸಿದೆ.
ನೀರಿನ ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು, ಬಾಚಣಿಗೆ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಹೋಲುವ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಫಿಲ್ಮ್ನಿಂದ ಮುಚ್ಚಿದ ಟೈಟಾನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ನ ನೂರಾರು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಾಲಮ್ಗಳ ವಿಶೇಷ ರಚನೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಅದರ ಹಲ್ಲುಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಶೆಲ್ನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ, ಅನೇಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಂಧ್ರಗಳಿವೆ, ಅದರ ಮೂಲಕ ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯ ಸೂಚಿಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಸಾಧನಕ್ಕೆ ತೂರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, "ಬಾಚಣಿಗೆ" ನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಡೆಯುತ್ತವೆ - ನೀರಿನ ಅಣುಗಳ ವಿಭಜನೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.
ಈ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು "ಸೂಜಿಗಳು" ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶೇಷ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಂಬಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮನ್ಗಳು ಗೋಚರಿಸುವುದರಿಂದ, ಅಂತಹ ಜಲ-ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಅದರ ಗರಿಷ್ಠ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು 54% ಆಗಿರಬಹುದು, ಇದು ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ರೇಡಿಯೊಐಸೋಟೋಪ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮೂಲಗಳಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು ಹತ್ತು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.
ಇಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರಾವಣವು ಸಾಕಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟಲು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಿದ್ದರೆ, ವಿವಿಧ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಸ್ಟ್ರಾಂಷಿಯಂ-90 ನ ಅರ್ಧ-ಜೀವಿತಾವಧಿಯು ಸರಿಸುಮಾರು 28 ವರ್ಷಗಳು, ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ವಾನ್ ಮತ್ತು ಕಿಮ್ನ ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಹಲವಾರು ದಶಕಗಳವರೆಗೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ವರ್ಷಕ್ಕೆ ಕೇವಲ 2% ನಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಡಿತದೊಂದಿಗೆ.ಅಂತಹ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳ ಸರ್ವವ್ಯಾಪಿತೆಗೆ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ನಿರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.