दुनिया की अपनी तरह की पहली परमाणु-हीरा बैटरी हजारों वर्षों तक उपकरणों को बिजली दे सकती है
वैज्ञानिकों का कहना है कि दुनिया की पहली परमाणु-संचालित बैटरी, जो हीरे में जड़े रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग करती है, हजारों वर्षों तक छोटे उपकरणों को बिजली दे सकती है।
यूके में ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने 4 दिसंबर को बताया कि परमाणु बैटरी स्वचालित रूप से बिजली उत्पन्न करने के लिए रेडियोधर्मी स्रोत के नजदीक रखे हीरे की प्रतिक्रिया का उपयोग करती है। कथन. किसी गति की – न तो रैखिक और न ही घूर्णी – की आवश्यकता है। इसका मतलब है कि किसी कुंडल के माध्यम से चुंबक को स्थानांतरित करने या विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय क्षेत्र के भीतर आर्मेचर को घुमाने के लिए किसी ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों में आवश्यक होता है।
वैज्ञानिकों ने कहा कि हीरे की बैटरी विकिरण से उत्तेजित होकर तेज गति से चलने वाले इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन करती है, जैसे सौर ऊर्जा फोटोन को बिजली में परिवर्तित करने के लिए फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग करती है।
उसी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने पहली बार 2017 में एक प्रोटोटाइप डायमंड बैटरी का प्रदर्शन किया था – जिसमें रेडियोधर्मी स्रोत के रूप में निकल -63 का उपयोग किया गया था। नई परियोजना में, टीम ने निर्मित हीरे में एम्बेडेड कार्बन -14 रेडियोधर्मी आइसोटोप से बनी बैटरी विकसित की।
शोधकर्ताओं ने कार्बन-14 को स्रोत सामग्री के रूप में चुना क्योंकि यह कम दूरी के विकिरण का उत्सर्जन करता है, जो किसी भी ठोस सामग्री द्वारा तुरंत अवशोषित हो जाता है – जिसका अर्थ है कि विकिरण से होने वाले नुकसान के बारे में कोई चिंता नहीं है। हालाँकि कार्बन-14 को निगलना या नंगे हाथों से छूना खतरनाक होगा, लेकिन इसे धारण करने वाला हीरा किसी भी छोटी दूरी के विकिरण को बाहर निकलने से रोकता है।
“हीरा मनुष्य के लिए ज्ञात सबसे कठोर पदार्थ है; वस्तुतः ऐसा कुछ भी नहीं है जिसका हम उपयोग कर सकें जो अधिक सुरक्षा प्रदान कर सके।” नील फॉक्सब्रिस्टल विश्वविद्यालय में ऊर्जा के लिए सामग्री के प्रोफेसर ने बयान में कहा।
कार्बन-14 प्राकृतिक रूप से होता है, लेकिन यह ग्रेफाइट ब्लॉकों में प्रचुर मात्रा में उत्पन्न होता है जिनका उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि आइसोटाइप इन ब्लॉकों की सतह पर केंद्रित है।
0.04 औंस (1 ग्राम) कार्बन-14 युक्त एक एकल परमाणु-हीरा बैटरी प्रति दिन 15 जूल बिजली प्रदान कर सकती है। तुलना के लिए, एक मानक क्षारीय एए बैटरी, जिसका वजन लगभग 0.7 औंस (20 ग्राम) है, की ऊर्जा-भंडारण रेटिंग 700 जूल प्रति ग्राम है। यह अल्पावधि में परमाणु-हीरे की बैटरी की तुलना में अधिक बिजली प्रदान करती है, लेकिन यह 24 घंटों के भीतर समाप्त हो जाएगी।
इसके विपरीत, कार्बन-14 का आधा जीवन 5,730 वर्ष है, जिसका अर्थ है कि बैटरी को 50% शक्ति समाप्त होने में इतना समय लगेगा। यह है विश्व की सबसे पुरानी सभ्यता के युग के करीब. तुलना के एक अन्य बिंदु के रूप में, कार्बन-14 डायमंड बैटरी द्वारा संचालित एक अंतरिक्ष यान पहुंचेगा अल्फ़ा सेंटॉरी – हमारा निकटतम तारकीय पड़ोसी, जो लगभग 4.4 है प्रकाश वर्ष पृथ्वी से – बहुत पहले ही इसकी शक्ति काफी हद तक ख़त्म हो चुकी थी।
वैज्ञानिकों ने कहा कि बैटरी का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा उपकरणों और अंतरिक्ष यात्रा सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। विशिष्ट उपयोगों में एक्स-रे मशीनें और चिकित्सा उपकरण शामिल हैं जिन्हें लंबे समय तक संचालित करने की आवश्यकता होती है लेकिन कम बिजली की आवश्यकता होती है, जैसे पेसमेकर, और मशीनें जो कठिन और खतरनाक वातावरण में काम करती हैं, जैसे समुद्र तल पर तेल और गैस मशीनरी। पृथ्वी या अंतरिक्ष में उपकरणों और पेलोड की पहचान और ट्रैकिंग के लिए रेडियो-फ़्रीक्वेंसी टैग को पावर देने के लिए बैटरी को काफी छोटा भी बनाया जा सकता है।
ब्रिस्टल विश्वविद्यालय और यूके परमाणु ऊर्जा प्राधिकरण (यूकेएईए) की एक टीम द्वारा यूके में एबिंगडन, ऑक्सफ़ोर्डशायर के पास प्लाज्मा जमाव रिग पर बनाई गई बैटरी में कोई चलने वाला भाग नहीं है और इसलिए इसे रखरखाव की आवश्यकता नहीं है, न ही इसकी आवश्यकता है। कोई कार्बन उत्सर्जन हो.
