2.6. Toiteallikas Toiteallikas, nagu nimest näha, vastutab kõigi arvutisse installitud komponentide toiteallika eest emaplaat ja neil pole pistikupesa jaoks eraldi pistikut. See tähendab, et arvuti iga detail, et see töötaks,

10. TERVE INIMESE TOITUMISE KULTUUR. TOIDU ANDMED Eesmärk: tutvuda kultuuri ja toitumise põhimõistetega õige toitumine; toodete omadused ja nende mõju organismile, oskus neid õigesti valida ja

Allikad Klassikalise metroloogia allikaid on palju. Täielik analüüs need on võimatud, soovitaksin järgmisi raamatuid: B.G. Artemiev, Yu.E.

Kaasaskantava ühekordselt kasutatava toiteallika loomine, mille kasutusiga mõõdetaks mitte päevades või kuudes, vaid aastates, esitati varem Cornelli ülikooli spetsialistidele. Radioaktiivsel isotoopil nikkel-63 põhineva aku pidev kasutusiga võib olla kuni 50 aastat. Kuid loomulikult olid "tuumaaku" nominaalsetes parameetrites märkimisväärsed piirangud. Asi on selles, et põhimõte, millel selliste seadmete töö põhineb - nikkel-63 lagunemisega kaasnev elektronide emissioon vaskplaadi järgnevaks laadimiseks - ei võimaldanud toiteallika tõsist võimsust saavutada. Selle tulemusel oli tuumapatareide näidatud omadus mitme millivati ​​tasemel, mis seadis selle tööle mitmeid olulisi piiranguid.

Riikliku Teadusuuringute Tehnoloogiaülikooli "MISiS" teadlased tegelesid aktiivselt kirjeldatud probleemi lahendamisega ja eile teatasid saavutatud edust. Neil õnnestus luua ainulaadse "tuumapatarei" prototüüp, mis on sarnaselt USA eelkäijaga võimeline toitama teatud elektroonikat 50 aastat.

MISiS-i sõnul on nende projekteeritud "tuumapatareil" suur potentsiaal ja selle potentsiaal on lai võimalik rakendus, ulatudes arenduse kasutamisest kuni meditsiiniseadmed ja miniatuursed elu toetavad seadmed, lõpetades sellise toiteallika paigutamisega kosmoselaev. Professor Juri Parkhomenko juhitud inseneride meeskonnal õnnestus ellu viia kontseptsioon beetakiirguse energia muundamiseks elektrienergiaks, mis põhineb piesoelektrilistel monokristallidel. See põhimõte oli aluseks näidatud näidisele autonoomsest muutuva pingega beeta-voltaikust akust, mille peamiseks energiaallikaks oli tuntud nikkel-63 isotoop.

Elektronide allikaks valitud isotoobi kiirgust iseloomustab radioaktiivsusest hoolimata poolväärtusaeg 100 aastat ja see ei kujuta endast mingit ohtu tervisele bioloogilised organismid. Aga peamine omadus prototüüp kodumaine toodang oli lülitustoiteallikate kasutamine laengu kogumiseks ja sellele järgnevaks tagastamiseks. Tänu sellele suutsid teadlased mööda minna peamine puudus beeta-voltaic "tuumaaku" - need on äärmiselt väike võimsus, mis ahendas oluliselt edasise tõhusa rakenduse ulatust.

"Impulssrežiimis on üks beeta-voltaic element võimeline andma võimsust kuni 1 mW / cm 3. Energiamaterjali madala erivõimsuse korral on nende baasil kokkupandud aku võimeline tagama pideva väljundvõimsuse 10-100 nW / cm 3 - piisav, et anda toidet südameimplantaadile. selgitas tehnilised omadused demonstreeris lahendust hr Parkhomenko.

Tänu MISiS-i töötajate pingutustele teoks saanud uuenduslikul Vene "tuumaakul" on kõik masstootmise käivitamiseks ja tehnoloogia kasutuselevõtu kiirendamiseks vajalikud eelised. Siin on toiteallika üliväikesed mõõtmed ja energiamaterjali kahjuliku mõju puudumine ja pikaajaline tegutsenud mitu aastakümmet. Siiski, kas see jõuab väljalaskmiseni kaubanduslik näidis- aeg näitab.

Esimene mobiiltelefon asutati üle neljakümne aasta tagasi. Teadus muidugi edeneb. Ja kes oleks tollal arvanud, et aatomienergia tekib nelikümmend aastat hiljem.Jah, teadus ei liigu hüppeliselt, vaid siiski märkimisväärsete läbimurretega paljudes valdkondades, eriti a. viimastel aegadel. Ja see artikkel on pühendatud spetsiaalselt kaasaegsetes seadmetes aatomipatareide kasutamise teemale.

Sissejuhatus

Nutitelefonide turg on üks enim paljutõotavad suunad elektroonika. See ala areneb dünaamiliselt, hetkekski peatumata. Näib, et iPhone 3 jõudis just müügile ning iPhone 6 ja iPhone 6 Plus lehvivad juba mobiilsidepoodide riiulitel. Ütlematagi selge, millise tee on ettevõtte insenerid valinud, et kasutajaid uusima riistvaraga rõõmustada?

Sama võib öelda Androidi ja umbes Windowsi telefon. Paar aastat tagasi kogunes terve kooliklass selle õnneliku ümber, kellel oli operatsioonisaali põhine telefon. Android süsteemid. Ja kui kellelgi õnnestus isiklikult mängida rakendust, milles sai ekraani keerates tegevust juhtida (eriti kui see mäng oli võidusõidu kategooriast), säras ta sõna otseses mõttes õnnest.

Praegu pole see kellelegi üllatus. Isegi esimese klassi õpilased kasutavad nüüd oma telefone turvaliselt Apple ilma suurema rõõmu ja rõõmuta, mõistmata, kui õnnelikud nad tegelikult on. Ometi nad lihtsalt ei tea, et kunagi oli telefone, mis töötasid nuppude, mitte puutetundlike juhtnuppude abil. Et nendes telefonides oli ainult paar mängu. Ja et isegi madu kahevärvilisel ekraanil pakkus tolleaegsetele lastele lõputut rõõmu ja nad mängisid seda peaaegu päevi järjest.

Muidugi olid siis mängud palju madalama kvaliteediga. Selliseid telefone oli võimalik kasutada mitu päeva ilma laadimist kasutamata. Nüüd on mängutööstus nutitelefonide vallas jõudnud kõrgemale tasemele ja selleks on vaja võimsamaid telefoniakusid. Mis te arvate, kui kaua võib aku tööea poolest kõige kaasaegsem ja võimsaim nutitelefon vastu pidada?

Kas vajame aatomiakut?

Kinnitame teile, et isegi passiivse kasutamise korral ei kesta see (smarfton) tõenäoliselt kauem kui 3 päeva. Nagu tänapäevastes nutitelefonides, kasutatakse tüüpi. Veidi vähem levinud on mudelid, mis töötavad polümeerakudel. Tegelikult need telefonid väga vastu ei pea pikk töö. Saate neid aku tööea jooksul mängida, filme vaadata paar tundi, mis tavaliselt ei ületa kümmet. Selliste seadmete tootjad konkureerivad korraga mitmes suunas. Kõige aktiivsem võitlus esikoha nimel käib järgmiste kriteeriumide alusel:

Ekraani diagonaal.

Riistvara ja jõudlus.

Mõõtmed (täpsemalt on võitlus paksuse vähendamisega).

Võimas autonoomne toiteallikas.

Nagu näeme, jääb lahtiseks küsimus, kas meil on telefonile aatomiakut vaja. Teadlaste sõnul saab telefone tulevikus varustada akudega, mis töötavad triitiumiks nimetatava tuumaelemendi reaktsiooni põhimõttel. Sel juhul suudavad telefonid ilma laadimiseta töötada kõige konservatiivsemate hinnangute kohaselt kuni 20 aastat. Muljetavaldav, kas pole?

Kui uus on aatomipatarei idee?

Mõte luua miniatuursed tuumareaktorid (me räägime aatomipatareidest) tekkis helgetesse mõtetesse mitte nii kaua aega tagasi. On tehtud ettepanek, et selliste seadmete kasutamine oleks asjakohane tehnilised seadmed võimaldab teil toime tulla mitte ainult pideva laadimise vajaduse probleemiga, vaid ka teistega.

TASS: isetehtav aatomiaku. Insenerid räägivad

Esimese avalduse aatomienergial põhineva aku leiutamise kohta tegi kodumaise ettevõtte Rosatomi osakond. See oli kaevandus- ja keemiakombinaat. Inseneride sõnul saab esimese toiteallika, mis on positsioneeritud aatomipatareina, luua juba 2017. aastal.

Toimimispõhimõte seisneb reaktsioonides, mis toimuvad nikkel-63 isotoobi abil. Täpsemalt räägime beetakiirgusest. Huvitaval kombel suudab selle põhimõtte järgi ehitatud aku töötada umbes pool sajandit. Mõõtmed saavad olema väga-väga kompaktsed. Näiteks: kui võtta tavaline sõrmetüüpi aku ja pigistada seda 30 korda, siis on selgelt näha, mis suurusega aatomipatarei saab.

Kas tuumapatarei on ohutu?

Insenerid on täiesti kindlad, et selline jõuallikas inimeste tervisele mingit ohtu ei kujuta. Selle usalduse põhjuseks oli aku disain. Loomulikult kahjustab mis tahes isotoobi otsene beetakiirgus elusorganismi. Aga esiteks sisse see aku see tuleb pehme. Teiseks, isegi see kiirgus ei kustu, kuna see neeldub toiteallika enda sees.

Kuna tuumapatareid "Russia A123" neelavad kiirgust enda sees, välja laskmata seda väljapoole, koostavad eksperdid juba strateegilist prognoosi tuumapatareide kasutamiseks erinevates meditsiinivaldkondades. Näiteks saab selle kasutusele võtta südamestimulaatorite disainis. Teine kõige lootustandvam valdkond on kosmosetööstus. Kolmandal kohal on loomulikult tööstus. Väljaspool esikolmikut on palju harusid, milles on võimalik aatomienergiaallikat edukalt kasutada. Võib-olla kõige olulisem neist on transport.

Aatomi jõuallika puudused

Mida saame tuumapatarei asemel? Nii-öelda, mida me näeme, kui vaatame teisest küljest? Esiteks, selliste tootmine autonoomsed allikad energia läheb maksma päris senti. Täpseid summasid insenerid nimetada ei soovinud. Võib-olla kartsid nad teha varakult valesid järeldusi. Ligikaudne hinnang ei antud aga mitte numbrites, vaid sõnades. See tähendab, et "kõik on väga kallis". Noh, see oli asja olemust lihtsalt loogiliselt hinnates üsna ootuspärane. Seeriatootmise kohta aastal tööstuslikus mastaabis ehk liiga vara öelda. Jääb vaid loota, et aja jooksul leitakse alternatiivseid tehnoloogiaid, mis võimaldavad luua aatomipatarei ilma selle töökindlust ja praktilisust kahjustamata, kuid palju odavamalt.

Muide, TASS hindas 1 grammi ainet 4 tuhandeks dollariks. Seega, et saada vajalik aatommass, mis tagab aku pikaajalise kasutamise, on praegu vaja kulutada 4,5 miljonit rubla. Probleem peitub isotoobis endas. Looduses seda lihtsalt ei eksisteeri, nad loovad isotoobi spetsiaalsete reaktorite abil. Meie riigis on neid vaid kolm. Nagu varem mainitud, võib aja jooksul olla võimalik kasutada muid elemente, et allika tootmiskulusid vähendada.

Tomsk. aatomi aku

Aatomipatareide leiutamist ei teosta ainult professionaalsed insenerid ja disainerid. Hiljuti töötas üks magistrant välja uue tuumajõul töötava aku mudeli. Selle mehe nimi on Dmitri Prokopjev. Selle areng on võimeline normaalselt toimima 12 aastat. Selle aja jooksul ei pea seda isegi üks kord laadima.

Süsteemi keskpunkt oli radioaktiivne isotoop, mida nimetatakse triitiumiks. Oskuslikul kasutamisel võimaldab see õigel ajal vabanevat energiat õiges suunas suunata. Sel juhul vabaneb energia osade kaupa. Võite öelda, doseeritud või portsjonitena. Tuletame meelde, et selle tuumaelemendi poolestusaeg on umbes 12 aastat. Seetõttu on sellel elemendil aku kasutamine määratud aja jooksul võimalik.

Triitiumi eelised

Võrreldes aatomipatareiga, millel on ränidetektor, ei muuda triitiumil põhinev aatomipatarei omadusi aja jooksul. Ja see on selle vaieldamatu eelis, tuleb märkida. Leiutist testiti Novosibirski tuumafüüsika instituudis, samuti Tomski ülikooli füüsika- ja tehnoloogiainstituudis. Aatomipatareil, mille põhimõte põhineb tuumareaktsioonil, on teatud väljavaated. Tavaliselt on see elektroonika valdkonnas. Koos sellega on sõjavarustus, meditsiin ja kosmosetööstus. Oleme sellest juba rääkinud.

Järeldus

Hoolimata aatomiakude kõrgest tootmishinnast, loodame, et lähiajal kohtame neid siiski telefonides. Nüüd paar sõna elemendi kohta, mis on aku aluseks. Triitium on loomulikult oma olemuselt tuumamaterjal. Selle elemendi kiirgus on aga nõrk. kahju inimese tervis see ei saa. Siseorganid ja nahk ei kannata oskuslikul kasutamisel. Seetõttu valiti see akudes kasutamiseks.

vana Digitaalne käekell võib ühe väikese akuga töötada kauem kui aasta. Aga kaasaegne elektroonilised seadmed nii mitmekülgne, et probleem väike võimsus kaasaegsed akud maksavad täiskõrgus. Kui nutitelefonide ja tahvelarvutite korpuses on palju ruumi, siis kompaktelektroonika nagu "nutikad" kannatavad mahupuuduse all, mis takistab oluliselt nende populaarsuse kasvu. Seevastu viiekümnendate ja kuuekümnendate futuroloogid maalisid täies hoos pilte “helgest aatomitulevikust”, kus autod ei vaja tankimist, akusid tuleb laadida.

Võib-olla pole see tulevik täielikult kadunud. Missouri ülikooli teadlased on "aatomipatareide" loomise vallas teinud märkimisväärseid edusamme. Ärge kartke, me ei räägi üldse taskutuumareaktorist. Sellise reaktori loomine tehnoloogia arendamise praeguses etapis on võimatu. Ülikooli seinte vahel loodud aku tööpõhimõte on väga sarnane tavapärasele päikesepaneelid, kuid kui viimases toimuvat protsessi nimetatakse "fotogalvaaniks", siis kirjeldatud arenduses on "beetavoltaics" ehk beetakiirguse neeldumine pooljuhtseadme poolt.

Ei saa öelda, et beetakiirgus on kahjutu, kuid erinevalt gammakiirgusest on see laetud osakeste voog ja selle leviala on suhteliselt väike, õhus umbes kaks meetrit ja kehakudedes kümmekond millimeetrit. Kuid sellise voolu täielikuks varjestamiseks piisab kahest-kolmest millimeetrist alumiiniumist või paarist sentimeetrist orgaanilisest klaasist. "Aatomipatarei" konstruktsioonis on kasutatud titaandioksiidi elektroodi, mis on kaetud plaatinakihi, vee ja beetakiirguse allikaga. Viimane on strontsium-90 isotoop, mille poolestusaeg on umbes 29 aastat. Lagunemise käigus kiirgab see elektroni (kurikuulus beetakiirgus), antineutriino ja kõrvalmõju reaktsioon on ütrium-90. Viimase poolestusaeg on vaid 64 tundi, samuti kiirgab elektrone ja antineutriinosid ning lõpuks muutub see stabiilseks mitteradioaktiivseks tsirkooniumiks. Gammakiirgus nendes reaktsioonides praktiliselt puudub.

Mõte beetavolta protsessi kasutavatest patareidest ei ole uus, kuid Missouri ülikooli teadlaste meeskonnal on õnnestunud nende tõhusust märkimisväärselt suurendada, kasutades ... tavalist vett. Jah, see ei ole kirjaviga. Vesi neelab väga hästi beetakiirgust, kaitseb pooljuhtvastuvõtjat hävimise eest ning kiirgus ise lõhustab veemolekule, võimaldades ammutada täiendavat osa elektrist, mis tähendab beeta-aku efektiivsuse tõstmist. Nagu üks arendajatest väitis, on nende lahendus nõrgalt mõjutatud madalad temperatuurid ja seda saab kasutada mitmesugustes stsenaariumides, alates autoakudest kuni kosmoselaevade toiteallikateni.

Loomulikult ei ole selle tehnoloogia kasutamisel kantavas elektroonikas teoreetilisi piiranguid. Kuid radiofoobia on tänapäeval väga levinud, enamik inimesi ei tunne isegi tuumafüüsika põhitõdesid ja suhtuvad "kiirguse" mainimisse vaenulikult. Tavaliste liitium-ioonakude süttimise pärast hirmunud kasutajad ei taha nende "igavikust hoolimata" "tuumaakudest" kuulda, kuigi ohutu kasutamine beeta-akud on piisavalt tugeva varjestusega ja vastavad elementaarsetele ohutusnõuetele. Samuti ei soovita liitiumioonakusid avada ja hamba peal proovida.

Kuid kirjeldatud tehnoloogia viiakse kindlasti täiuslikkuseni ja leiab rakendust sõja- ja kosmosetööstuses ning kõikjal, kus jõuallika eluiga on kriitiline omadus, mis kaalub üles kõik võimalikud riskid. Ja seal, kes teab, ehk saavad meie järeltulijad üle irratsionaalsest hirmust tuumatehnoloogiate ees ning kasutavad nende vilju turvaliselt ja rõõmsalt.