แบตเตอรี่ เมื่อคุณยังคงกังวลเกี่ยวกับพลังงานแบตเตอรี่ของโทรศัพท์มือถือที่ต่ำ และจำเป็นต้องพกพาวเวอร์แบงค์ติดตัวไปด้วย คุณเคยเดาหรือไม่ว่ามีแบตเตอรี่ใดในโลกที่สามารถอยู่ได้นานถึง 28,000 ปีโดยไม่ต้องชาร์จ ในช่วงต้นเดือนสิงหาคม 2563 บริษัทเอ็นดีบี ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพด้านพลังงานรายใหม่ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ประกาศว่ามีความคืบหน้าใหม่ในการวิจัย และแก้ไขข้อบกพร่องของแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ และอายุการใช้งานโดยทั่วไปของแบตเตอรี่ถึงระดับ 10,000 ปี
วันนี้เรามาดูสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องของการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิวเคลียร์ และดูว่าความคืบหน้านี้หมายความว่าการชาร์จจะกลายเป็นประวัติศาสตร์หรือไม่ เนื่องจากสถานะของพลังงานฟอสซิลแบบดั้งเดิมลดลงอย่างต่อเนื่อง การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีจึงกลายเป็นรูปแบบที่สำคัญมากในชีวิตของผู้คน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนารถราง แบตเตอรี่ ใหม่จึงกลายเป็นจุดสนใจ ในบรรดาแบตเตอรี่ประเภทใหม่ๆ แบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ได้กลายเป็นจุดสนใจของการวิจัย
เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานสูง การทำงานที่เสถียรและเชื่อถือได้ และข้อดีอื่นๆ แบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ เรียกอีกอย่างว่า แบตเตอรี่ไอโซโทปรังสี ไม่เหมือนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้หลักการของนิวเคลียร์ฟิชชันเพื่อผลิตไฟฟ้า สาระสำคัญคือการใช้พลังงานที่เกิดขึ้น เมื่อไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสลายตัวแล้วแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า หลังจากทราบหลักการของแบตเตอรี่นิวเคลียร์แล้ว เรามาดูความคืบหน้าของบริษัทนี้ในการวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิวเคลียร์กัน
ปรากฏว่าในช่วงต้นปี 2559 บริษัทได้เปิดตัวแบตเตอรี่รุ่นเพชร และได้ทำการวิจัยบนพื้นฐานนี้ตั้งแต่นั้นมา ภายในปี 2564 พวกเขาจะประกาศให้โลกภายนอกทราบอย่างเป็นทางการว่า พวกเขาได้สร้างแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่เรียกว่า แบตเตอรี่นาโนไดมอนด์จากสารสกัดกากนิวเคลียร์ จากการแนะนำของบริษัทเอ็นดีบี แบตเตอรี่นี้สามารถเก็บประจุได้ประมาณ 40เปอร์เซ็นต์ และใช้งานต่อเนื่องได้นานถึง 28,000 ปีโดยไม่ต้องชาร์จ เมื่อข่าวนี้ถูกประกาศออกไป ก็เกิดกระแสความโกลาหลขึ้นทันทีในการพัฒนาแบตเตอรี่ใหม่
ท้ายที่สุด หากแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขนาดนั้นถูกนำไปใช้งานจริง และผลิตจำนวนมาก เพชรนาโนหมายถึงเม็ดเพชรที่มีขนาดอนุภาคตั้งแต่ 1 ถึง 100 นาโนเมตรสาเหตุที่ใช้เพชรระดับนี้ ส่วนใหญ่มาจากประสิทธิภาพของอนุภาคนาโน ตามข้อมูล เพชรนาโนมีเอฟเฟกต์หลัก 4 ประการ ได้แก่ เอฟเฟกต์ขนาดเล็ก เอฟเฟกต์อุโมงค์ควอนตัม เอฟเฟกต์พื้นผิว และเอฟเฟกต์ขนาดควอนตัม เอฟเฟกต์พิเศษเหล่านี้ประกอบกับคุณสมบัติภายนอกที่แข็งมากของเพชรเอง
สามารถสร้างมันขึ้นมาได้ ล็อกรังสีที่พยายามจะทะลักออกมาข้างในอย่างแน่นหนา พิจารณาจากองค์ประกอบของวัสดุกากนิวเคลียร์ที่ใช้เป็นพื้นฐานในการผลิตแบตเตอรี่ ประกอบด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14 จำนวนมากในกรณีนี้ นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องสกัด และผ่านการบำบัดพิเศษเท่านั้นจึงจะผลิตแบตเตอรี่ได้ กลายเป็นแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ และผลิตไฟฟ้าได้ตามปกติ ดังนั้น การพัฒนาที่น่าทึ่งนี้ที่บริษัทประกาศจะนำเราเข้าสู่ยุคของการไม่ต้องชาร์จนับจากนี้ไปจริงหรือ
การชาร์จไฟจะกลายเป็นอดีตไปแล้วจริงหรือ อันที่จริง หากยกตัวอย่างอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 28,000 ปี ก็มีโอกาสที่จะเริ่มยุคไม่ต้องชาร์จจริงๆ ท้ายที่สุด ช่วงเวลานี้ก็เกินพอที่จะใช้ตั้งแต่รุ่นที่ 18 ของบรรพบุรุษ แต่ในความเป็นจริงแล้ว อายุการใช้งานของแบตเตอรี่เพชรนาโนใหม่นี้ไม่ได้เกินจริงแต่อย่างใด เนื่องจากสาระสำคัญของแบตเตอรี่นี้คือ การใช้พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นหลังจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีของอิเล็กตรอน
ตามทฤษฎีแล้ว ครึ่งชีวิตของคาร์บอน-14 ของปฏิกิริยาลำดับที่หนึ่งคือประมาณ 5,730 ปี และในเวลานี้เมื่อรวมกับกัมมันตภาพรังสี สูตรปฏิกิริยาและการสลายตัวสามารถใช้ต่อเนื่องได้ 28,000 ปี ปัญหาคือกระแสของมันไม่เสถียร ในช่วงเวลานี้ และไม่ได้สูงอย่างที่ทุกคนคิด ความถี่ของ micro-currents นั้นสูงมาก และ micro-currents เหล่านี้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของเราได้ ดังนั้น ใช้งานได้นาน 28,000 ปีโดยไม่ต้องชาร์จ จึงเป็นที่น่าพอใจในทางทฤษฎี แต่ในความเป็นจริงใช้งานไม่ได้มากนัก
ในปัจจุบัน ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่พลังงานนิวเคลียร์ ไม่เพียงพอที่จะสร้างประวัติศาสตร์การชาร์จได้โดยตรง หลังจากยุคการชาร์จในปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลง และอัปเกรดแล้วเท่านั้นจึงจะยุติลงได้อย่างสมบูรณ์ แต่ไม่ว่าในกรณีใด ความก้าวหน้าในลักษณะนี้ส่งผลดีต่อการพัฒนาแบตเตอรี่นิวเคลียร์ ในปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิวเคลียร์ยังคงมีปัญหาทางวิทยาศาสตร์ดังต่อไปนี้ จนถึงตอนนี้ แบตเตอรี่นิวเคลียร์ได้ผ่านการพัฒนามากว่า 1 ศตวรรษ
ในระหว่างขั้นตอนนี้ ผู้คนได้ปรับปรุงแบตเตอรี่เหล่านี้อย่างต่อเนื่อง และพยายามใช้มันในด้านการบินและอวกาศ ตัวอย่างเช่น ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2499 สหรัฐอเมริกาได้กำหนดโครงการความช่วยเหลือด้านพลังงานนิวเคลียร์ หรือเรียกสั้นๆ ว่า SNAP และประสบความสำเร็จในการส่งดาวเทียมนำทาง ซึ่งมีเครื่องกำเนิดความร้อนด้วยไอโซโทปรังสีในปี พ.ศ. 2504 เมื่อมองที่จีนอีกครั้ง นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่ไอโซโทปพลูโทเนียม-238 ขนาด 100 มิลลิวัตต์
ในปี 2549 และใช้ในเครื่องตรวจจับของฉางเอ๋อ-3 และฉางเอ๋อ-4 กล่าวได้ว่าในบริบทของยุคสมัยที่ทุกประเทศต่างมุ่งพัฒนาด้านการบินและอวกาศ การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิวเคลียร์จึงไม่เคยหยุดนิ่ง ในกระบวนการนี้ เรายังพบปัญหามากมายที่รอการแก้ไข การเลือกไอโซโทปรังสี ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่นาโนไดมอนด์ที่กล่าวถึงข้างต้น ใช้ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีของคาร์บอน-14 ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่า 5,000 ปี ในการวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่นิวเคลียร์
นอกจากการพิจารณาครึ่งชีวิตแล้ว เรายังต้องให้ความสนใจกับพลังงานเฉพาะประเภทจำกัด พลังงานสูงสุด และวิธีการผลิตนิวไคลด์รังสี ในกรณีของวิธีการผลิตนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสี จะเป็นตัวกำหนดต้นทุนของแหล่งกัมมันตภาพรังสีที่ใช้ จะเป็นการดีที่สุดหากสกัดจากกากนิวเคลียร์ได้โดยตรง แน่นอน ในระหว่างกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ ต้องพิจารณาสถานการณ์พื้นฐานของความเป็นพิษของสารกัมมันตรังสีด้วย หากความเป็นพิษรุนแรงเกินไป ก็ไม่เหมาะที่จะใช้เป็นแบตเตอรี่สำหรับพลเรือนอย่างแน่นอน
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า 210 เปอร์ยูนิต และ 238 เปอร์ยูนิต แหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสีที่ใช้กันทั่วไป ในแบตเตอรี่นิวเคลียร์แบบแปลงความร้อนเป็นพิษอย่างมาก ดังนั้น จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานของพลเรือน ในขณะที่แหล่งกำเนิด b บริสุทธิ์ค่อนข้างอ่อนในด้านความเป็นพิษ และมีแนวโน้มว่าจะใช้ในด้านพลเรือนมากกว่า แต่แหล่งที่มาของ 90 สเตอเรเดียน อยู่ในกลุ่มที่มีพิษสูง และมีความเกี่ยวข้องกับกระดูก ดังนั้น ควรระมัดระวังเมื่อใช้
นานาสาระ: โรคอ้วน การให้ความรู้เกี่ยวกับโรคอ้วนในเด็ก พ่อแม่ควรดูแลอย่างไร
