Optoelectric nuclear battery
ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ (ರೇಡಿಯೊಫೊಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಸಾಧನ, ರೇಡಿಯೋಲುಮಿನಿಸೆಂಟ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಅಥವಾ ರೇಡಿಯೊಐಸೋಟೋಪ್ ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಜನರೇಟರ್) ಒಂದು ರೀತಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬೆಳಕಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಕಿರಣಶೀಲ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಅಯಾನೀಕರಿಸುವ ವಿಕಿರಣವು ಪ್ರಕಾಶಮಾನವಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು (ಸಿಂಟಿಲೇಟರ್ ಅಥವಾ ಫಾಸ್ಫರ್) ಹೊಡೆಯಲು ಅವಕಾಶ ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತೀಕ ಕೋಶವನ್ನು ಹೊಡೆದ ನಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಫೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಮಾಸ್ಕೋದ ಕುರ್ಚಟೋವ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ವಿವರಣೆ ಟೆಕ್ನೀಷಿಯಂ-99 ಅಥವಾ ಸ್ಟ್ರಾಂಷಿಯಂ-90 ನಂತಹ ಬೀಟಾ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಎಕ್ಸೈಮರ್ ಪ್ರಕಾರದ ಪ್ರಕಾಶಮಾನ ಅನಿಲ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅನಿಲ ಅಥವಾ ದ್ರವದಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು "ಧೂಳಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ" ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೊರಸೂಸುವ ಧೂಳಿನ ಕಣಗಳಿಂದ ಬೀಟಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಬಹುತೇಕ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನಂತರ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತವೆ, ಅದರ ಎಕ್ಸೈಮರ್ ರೇಖೆಯನ್ನು ವಿಕಿರಣಶೀಲತೆಯನ್ನು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತೀಕ ಪದರವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಹಗುರವಾದ, ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. (ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ, ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಭಾರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ.) ಈ ನ್ಯೂಕ್ಲೈಡ್ಗಳು ಪರಮಾಣು ವಿದ್ಯುತ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳಿಂದ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ವಿಕಿರಣಶೀಲ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. ಧೂಳಿನ ಕಣಗಳ ವ್ಯಾಸವು ಎಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ (ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳು) ಎಂದರೆ ಬೀಟಾ ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಧೂಳಿನ ಕಣಗಳನ್ನು ಬಹುತೇಕ ನಷ್ಟವಿಲ್ಲದೆ ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಅಯಾನೀಕರಿಸಿದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವು ಎಕ್ಸೈಮರ್ ರೇಖೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅನಿಲಗಳು ಅಥವಾ ಅನಿಲ ಮಿಶ್ರಣಗಳನ್ನು (ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್, ಆರ್ಗಾನ್ ಮತ್ತು ಕ್ಸೆನಾನ್ನಂತಹವು) ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಬೀಟಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಗಣನೀಯ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಬೆಳಕಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗೋಡೆಗಳು ವಜ್ರದಂತಹ ವಿಶಾಲ ನಿಷೇಧಿತ ವಲಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತೀಕ ಪದರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಜರ್ಮನ್ ಪೇಟೆಂಟ್ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿಬಿಂಬದ ಮೇಲ್ಮೈ, ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನೆಲದ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸ್ಟಿರರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಒತ್ತಡದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಆರ್ಗಾನ್, ಕ್ಸೆನಾನ್ ಅಥವಾ ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್ನ ಎಕ್ಸೈಮರ್ (ಅಥವಾ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎರಡು ಅಥವಾ ಮೂರು ಮಿಶ್ರಣ) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಕ್ಸೈಮರ್ಗಾಗಿ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್ಗ್ಯಾಪ್ನೊಂದಿಗೆ ಫೋಟೊಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಬೆಳಗಿಸುತ್ತದೆ. ಬೀಟಾ-ಹೊರಸೂಸುವ ನ್ಯೂಕ್ಲೈಡ್ಗಳು (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕ್ರಿಪ್ಟಾನ್-85 ಅಥವಾ ಆರ್ಗಾನ್-39) ಬೀಟಾ ಕಣಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುವಾಗ, ಅವು ಕಿರಿದಾದ ಎಕ್ಸಿಮರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ನಲ್ಲಿ ಕನಿಷ್ಠ ಉಷ್ಣ ನಷ್ಟದಲ್ಲಿ ತಮ್ಮದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಈ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಬ್ಯಾಂಡ್ಗ್ಯಾಪ್ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತೀಕ ಪದರದಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಿ-ಎನ್ ವಜ್ರದಲ್ಲಿ) ಬಹಳ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ರೇಡಿಯೋನ್ಯೂಕ್ಲೈಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಪ್ರತಿ ತೂಕದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು 10 ರಿಂದ 50 ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಂಶದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಒತ್ತಡದ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್ ಫೈಬರ್/ಎಪಾಕ್ಸಿಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದರೆ, ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಇಂಧನ ಟ್ಯಾಂಕ್ಗಳೊಂದಿಗಿನ ಗಾಳಿ-ಉಸಿರಾಟದ ಎಂಜಿನ್ಗೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿನ್ಯಾಸದ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ನಿಖರವಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಜೋಡಣೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೀಟಾ ಕಣಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಿವ್ವಳ ಶಕ್ತಿಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾದ ಬೃಹತ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅನಾನುಕೂಲಗಳು ರೇಡಿಯೋನ್ಯೂಕ್ಲೈಡ್ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಲೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ (10 ಎಂಪಿಎ ಅಥವಾ 100 ಬಾರ್ ವರೆಗೆ) ಭಾರೀ ಧಾರಕ ಹಡಗು. ನಿಯಂತ್ರಣದ ವೈಫಲ್ಯವು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾದ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಜೆಟ್ಗಳನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಕೊಳಕು ಬಾಂಬನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ವೈಫಲ್ಯದ ಅಂತರ್ಗತ ಅಪಾಯವು ಈ ಸಾಧನವನ್ನು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಆಧಾರಿತ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲಾದ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಮೂಲವನ್ನು ಸುರಕ್ಷಿತ ಸಾರಿಗೆ ಮಾಧ್ಯಮದಿಂದ ಮಾತ್ರ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನವು ಭೂಮಿಯ ಕಕ್ಷೆಯನ್ನು ತೊರೆದ ನಂತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡಿಐವೈ ಯೋಜನೆಯಾಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಟ್ರಿಟಿಯಮ್ ಬಾಟಲಿಗಳು (ರೇಡಿಯೋಲುಮಿನಿಸೆಂಟ್ ಫಾಸ್ಫರ್ನೊಂದಿಗೆ ಲೇಪಿತವಾದ ಟ್ರಿಟಿಯಮ್ ತುಂಬಿದ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಗಳು) ಮತ್ತು ಸೌರ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಸರಳವಾದ ಬೀಟಾಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಪರಮಾಣು ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದು. 14 22.5x3mm ಟ್ರಿಟಿಯಮ್ ಬಾಟಲುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಒಂದು ವಿನ್ಯಾಸವು ಗರಿಷ್ಠ 1.6 ವೋಲ್ಟ್ಗಳ ಪವರ್ಪಾಯಿಂಟ್ನಲ್ಲಿ 1.23 ಮೈಕ್ರೋವ್ಯಾಟ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದು ವಿನ್ಯಾಸವು ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಿ ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿಮಿಷದವರೆಗೆ ಪಾಕೆಟ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ಗೆ ಶಕ್ತಿ ನೀಡುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಬೆಟಾವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ಸಾಧನ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪಿಕ್ ಥರ್ಮೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಪೀಜೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಜನರೇಟರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು ನೋಡಿ ಕೆನ್ನೆತ್ ಇ. ಬೋವರ್ (ಸಂಪಾದಕ) ಮತ್ತು ಇತರರು ಬರೆದ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಮೈಕ್ರೋಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು, ಫಾಸ್ಫರ್ಗಳು ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ಸ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು. ಯುಎಸ್ ಪೇಟೆಂಟ್ 7,482,533 ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್-ಕೋರ್ಡ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ರಕಾರಗಳು