원자력 소형화에 성공하면 휴대폰에도 쓰일 수 있을까?

핵융합은 현대 원자력 에너지 활용의 두 가지 방향이다. 현재의 기술적 여건으로 볼 때 여전히 핵분열 에너지의 활용에 국한되어 있는 반면, 핵융합은 아마도 앞으로 50년은 더 하늘을 날 것이다. ! 물론, 핵분열을 이용한 발전소가 소형화되어 휴대폰에 들어갈 수 있다고는 상상하지 마십시오! 물론 불가능합니다. 하지만 핵에너지를 휴대전화에 담을 수 없다고 생각하지 마세요. 세상에는 핵전지라는 것이 있기 때문이죠!

1. 핵전지

방사성 동위원소의 붕괴 에너지를 이용해 전기를 생산하는 장치를 핵전지라고 합니다! 물론 이런 종류의 전지가 최근에 발명되었다고는 생각하지 마십시오. 핵전지는 1913년 헨리 모슬리(Henry Moseley)에 의해 처음 발명되었습니다. 그러나 효율성을 향상시키고 실용적인 응용 가치를 달성하는 것은 5세기가 되어서야 이루어졌습니다. 반도체가 실용화된 20세기, 불과 10년 만에 비약적인 발전이 이루어졌습니다! 핵전지는 다양한 원리에 따라 다음과 같은 종류로 구분됩니다:

열변환형

열이온변환기(Thermionic Converter)

방사성동위원소 열전기계 열전발전기)

열광전지

알칼리 금속 열-전기 변환기:

스털링 방사성 동위원소 생성기): 방사성 동위원소를 사용하여 온도 차이를 생성하여 스털링 엔진을 구동합니다.

비열 변환형

광선 셀은 광선으로부터 전류를 생성하는 데 사용됩니다. 일반적인 출처는 삼중수소입니다

플루토늄-238 산화물 구체를 묘사한 여행자가 운반하는 RTG 연료 용기의 개략도

현대 핵 배터리는 일반적으로 핵을 변환하기 위해 열핵 배터리와 열 엔진을 사용합니다. 배터리는 크게 2가지 종류가 있어요!

2011년 11월 26일 발사된 큐리오시티 화성 탐사선은 핵전지를 사용하며, 배터리 수명은 무려 14년! 물론, 14년이 지나면 배터리가 쓸모없다는 것은 아니지만, 더 이상 큐리오시티의 작업을 지원할 수 없을 정도로 배터리가 약해졌습니다! 1970년대 후반에 발사된 보이저 1호 탐사선처럼 2025년 이후에는 탑재된 핵 배터리가 더 이상 단일 기기의 시동을 지원할 수 없지만 여전히 전력을 공급할 수는 있지만 점차 약해지고 지속 불가능해질 것입니다. !

2. 휴대폰에 핵전지를 장착할 수 있나요?

'마션'에 나오는 핵전지는 최소 100만개 정도로 꽤 크고, 질량도 수십 킬로그램에 달한다는 인상을 받았습니다! Matt Damon을 로버에 태워 따뜻하게 유지할 수도 있습니다.

하지만 실제로 핵전지는 극도로 작게 만들 수 있다. 예를 들어 미국 미주리대학교가 개발한 핵전지는 크기가 1페니 정도(약간 더 크다, 1.95mm, 두께 1.55mm)에 불과하다! 이 정도 수준이면 소형 통신기기에도 들어갈 수 있다!

그렇다면 휴대폰에 넣어서 전원을 공급할 수 있을까요? 이론적으로는 비콘 송신기로서 문제가 없어야 하지만, 에너지를 많이 소비하는 최신 스마트폰의 전원으로 사용하려면 분명히 충분하지 않습니다! 이런 종류의 배터리는 심박 조율기, 군사 분야 등 일부 특수 목적이나 배터리 교체가 매우 어렵지만 작업 시간이 매우 긴 상황에서만 사용됩니다!

이론적으로는 핵전지의 출력을 높이는 것, 휴대전화의 전력소모를 줄이는 것, 핵전지를 사용하고 대기시간이 수십년인 휴대전화를 설계하는 데 특별히 큰 기술적 장애는 없다. 하지만 두 가지 문제가 있습니다.

1. 누가 감히 그런 휴대폰을 사용할까요?

당신이 가지고 다니는 핵전지, 휴대폰이 충돌하거나 예상치 못한 일이 발생하면 어떻게 해야 할까요? 강화하더라도 높은 곳에서 떨어지거나 교통사고 등 극한 상황은 피하기 어렵다!

2. 높은 배터리 비용이 그만한 가치가 있나요?

현대식 핵전지의 사용이 상대적으로 보편화됐음에도 불구하고, 우리는 여전히 효율적이고 고전력인 전지가 부족합니다. 예를 들어, 창어 4호가 달밤에 생명을 구하기 위해 사용한 핵전지는 받았습니다. 러시아의 도움!

그래서 미래에는 화학 배터리를 고려해야 합니다. 예를 들어 리튬 배터리는 슈퍼커패시터 배터리라도 좋은 미래를 가지고 있는 것 같습니다. 그러나 일상적인 사용에서는 대기 시간이 길지 않습니다. 문제가 되는 것은 결국 어디에서나 전원 공급 장치를 사용할 수 있는 시대에 전원 공급 장치가 없더라도 모두가 하나 이상의 보조 배터리를 보유하고 있으며 비용은 여전히 ​​매우 민감하다는 것입니다!