แบตเตอรี่ทริเทียมจากรังสี

การพัฒนาแบตเตอรี่ทริเทียมหรือยูเรเนียมดำเนินมาเป็นเวลานานแล้ว ในปี 2011 การผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้นาน 20 ปีได้เริ่มต้นขึ้นในอเมริกา แบตเตอรี่เหล่านี้มีแรงดันไฟฟ้า 3 โวลต์และกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา 16 นาโนแอมป์ ซึ่งจะค่อยๆ ลดลงเหลือ 5 นาโนแอมป์

ใช้ที่ไหน?

แบตเตอรี่ทริเทียมใช้ใน:

1. เครื่องกระตุ้นหัวใจ
2. การปลูกถ่ายอวัยวะ
3. เซ็นเซอร์สำหรับนักธรณีวิทยาและคนงานในอุตสาหกรรมน้ำมัน
4. อุตสาหกรรมอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งยานสำรวจอวกาศ
5. สถานที่ที่มีแสงสว่าง
6. เพื่อการใช้งานตัวชี้วัดทางทหาร
7. อากาศยาน.

อุปกรณ์เหล่านี้ใช้กระแสไฟต่ำ แต่สามารถใช้งานได้ต่อเนื่องเป็นเวลานาน

แบตเตอรี่ยูเรเนียมทำงานได้ที่อุณหภูมิระหว่าง -40 ถึง +80 องศาเซลเซียส

หลักการทำงานของแบตเตอรี่ทริเทียมและการวิจัยในด้านนี้

หลักการทำงานคือการสลายตัวของไอโซโทปไฮโดรเจนทริเทียม หัวข้อนี้เคยมีการศึกษาค้นคว้ามาแล้วในช่วงทศวรรษ 1950 โดยมีการวิจัยเกี่ยวกับนิกเกล สตรอนเทียม และอิตเทรียม แต่ก็ไม่มีสารใดที่มีประโยชน์ถูกผลิตออกมาจากวัสดุเหล่านี้

มีเพียงทริเทียมเท่านั้นที่ให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ มันสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ ได้ ซึ่งช่วยสร้างแหล่งพลังงานที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

อิเล็กตรอนภายในแหล่งพลังงานเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอในทั้งสองทิศทาง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้นในแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน อิเล็กตรอนน้อยกว่า 50% ถูกจับผ่านปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับรอยต่อ p-n

เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ได้เจาะรูบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน จากนั้นทริเทียมก็เข้าไปเติมเต็มรูเหล่านั้นอย่างสมบูรณ์ และยังถูกล้อมรอบด้วยซิลิคอนอีกด้วย

แบตเตอรี่ทริเทียมที่ได้นั้นสามารถทนต่ออุณหภูมิได้ตั้งแต่ -50 องศาเซลเซียสถึง +150 องศาเซลเซียสเป็นเวลานาน ทริเทียมจะสลายตัวในระยะเวลา 12.262 ปี ผลลัพธ์สุดท้ายคือ:

• อิเล็กตรอน
• แอนตินิวทริโน
• ฮีเลียม 3

เนื่องจากอิเล็กตรอนมีพลังงานต่ำ จึงสามารถดักจับได้ง่ายโดยใช้กระดาษ ยาง หรือผ้าธรรมดา

ผู้ผลิตได้คำนึงถึงความปลอดภัยเป็นอย่างดี

แบตเตอรี่ทริเทียมมีตัวเรือนที่ผลิตมาอย่างดี ป้องกันไม่ให้รังสีทะลุออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้

ภาคอุตสาหกรรมสกัดทริเทียมโดยการฉายรังสีด้วยไอโซโทปของลิเธียมและนิวตรอน อีกเทคโนโลยีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการนำน้ำหนักมาก (ซึ่งเป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์) กลับมาใช้ใหม่

โดยพื้นฐานแล้ว ไอโซโทปนี้ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ รังสีของมันสามารถทะลุผ่านอากาศได้เพียงไม่กี่มิลลิเมตรเท่านั้น หากเข้าสู่ร่างกายผ่านทางน้ำ มันจะเป็นอันตราย

บริษัท CityLabs ก่อตั้งขึ้นในปี 2548 โดยมุ่งเน้นการผลิตแบตเตอรี่ทริเทียมเป็นหลัก ลาร์รี โอลเซน ผู้อำนวยการของบริษัท เคยคิดค้นแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานในทศวรรษ 1970 นอกจากนี้ บริษัทเดียวกันนี้ยังได้พัฒนาแบตเตอรี่ NanoTritium ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 2561 และรู้จักกันในชื่อ P100 โดยมีแรงดันไฟฟ้า 0.75 โวลต์ และให้พลังงาน 75 นาโนวัตต์

ขั้วบวกคือขาที่ 1 ของไมโครวงจร ขั้วลบคือขาที่ 15 ภายนอกแล้ว แบตเตอรี่นี้มีลักษณะคล้ายไมโครวงจรมาตรฐานทั่วไป ผลิตในแพ็คเกจ LCC68 และ LCC44

แบตเตอรี่ทริเทียมนั้นแตกต่างจากแบตเตอรี่รุ่นน้องที่มีอายุการใช้งานสั้นกว่าหลายประการ โดยมีข้อดีหลายประการ:

1. ความดันภายในเคสไม่เพิ่มขึ้น
2. ไม่มีสารเคมีอันตราย
3. ร่างกายไม่ถูกทำลาย
4. ทนทานต่อแรงกระแทกทางกลได้ดีเยี่ยม
5. สารที่เกิดขึ้นจากการทำงานของแบตเตอรี่ทริเทียมนั้นไม่เป็นพิษ

ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของแหล่งจ่ายไฟประเภทนี้คือราคา ปัจจุบันราคามีความแตกต่างกันมาก แต่โดยประมาณอยู่ที่ 2,000 ดอลลาร์สหรัฐ

อ่านบทความเพิ่มเติมได้ที่นี่ แบตเตอรี่อะตอม.