สวัสดีผู้อ่านคอลัมน์ IT Talk ทุกท่านครับ ในขณะที่โลกกำลังเผชิญกับความท้าทายด้านพลังงานและการแสวงหาแหล่งกำเนิดพลังงานที่ยั่งยืนและทรงประสิทธิภาพ เทคโนโลยีหนึ่งได้ก้าวขึ้นมาเป็นผู้เปลี่ยนเกมที่น่าจับตา นั่นคือ “แบตเตอรี่นิวเคลียร์จิ๋ว” (Micro Nuclear Batteries) หรือที่รู้จักกันในชื่อ Betavoltaics
เทคโนโลยีนี้แตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่คุ้นเคยโดยสิ้นเชิง แต่เป็นนวัตกรรมที่ย่อส่วนพลังงานอะตอมมาอยู่ในรูปแบบที่เล็กกะทัดรัด ปลอดภัย และมีอายุการใช้งานยาวนานอย่างเหลือเชื่อ
โลกเทคโนโลยีพลังงานกำลังเข้าสู่ยุคใหม่ เมื่อบริษัทและสถาบันวิจัยในประเทศจีนได้พัฒนา แบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดเล็ก (Nuclear Battery) หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยี เบตาโวลตาอิก (Betavoltaic) ที่สามารถจ่ายพลังงานได้อย่างต่อเนื่องยาวนานถึง 50 ปี และกำลังวิจัยไปถึง 100 ปี โดยมีขนาดเล็กเท่าเหรียญ ซึ่งจะยุติปัญหาการชาร์จแบตเตอรี่ในอุปกรณ์บางประเภทไปโดยปริยาย
แบตเตอรี่นิวเคลียร์จิ๋ว ทำงานอย่างไร
Betavoltaic ผลิตไฟฟ้าโดยการแปลงพลังงานจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีโดยเฉพาะการสลายด้วยเบตา ให้เป็นกระแสไฟฟ้า ต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ตรงที่แบตเตอรี่ชนิดนี้ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาลูกโซ่ ความร้อน หรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว โดยไอโซโทปที่นิยมนำมาใช้ เช่น Nickel 63 หรือ Carbon 14 ซึ่งมีการปล่อยอนุภาคระดับพลังงานต่ำ อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกกักเก็บโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ไหลอย่างต่อเนื่อง แม้มีกำลังวัตต์เพียงเล็กน้อยแต่มีอายุขัยยาวนานBV100
ความก้าวหน้าครั้งแรกมาจาก Betavolt ซึ่งเพิ่งเปิดตัว BV100 แบตเตอรี่นิวเคลียร์ต้นแบบที่ใช้พลังงานจาก Nickel-63 ไอโซโทปนี้ปล่อยอนุภาคบีตาที่มีพลังงานต่ำมาก ซึ่งทำให้ปลอดภัยกว่าแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาหรือแอลฟาที่ใช้ในระบบกัมมันตภาพรังสีขนาดใหญ่
ข้อมูลจำเพาะหลักของ BV100
- ขนาด : ขนาดเท่าเหรียญ
- กำลังขับ: 100 ไมโครวัตต์ (μW)
- อายุการใช้งาน:สูงสุด50 ปี
- แหล่งเชื้อเพลิง: Nickel-63 isotope
- ไม่ต้องชาร์จ ไม่ต้องบำรุงรักษา ไม่ต้องหยุดทำงาน
แม้ว่า 100 μW จะไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานสมาร์ทโฟนของคุณ แต่ก็เหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบพลังงานต่ำที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้ เช่นเซ็นเซอร์ระยะไกล โดรน เครื่องกระตุ้นหัวใจ ยานสำรวจอวกาศและอื่นๆ อีกมากมาย
Carbon 14
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Northwest Normal ในกานซู่ กำลังทำงานเกี่ยวกับสิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่า นั่นก็คือแบตเตอรี่นิวเคลียร์แบบ Carbon-14 ที่ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้นาน 100ปี
Carbon-14 ปล่อยอนุภาคบีตาพลังงานต่ำและมีครึ่งชีวิตมากกว่า 5,000 ปี นักวิจัยของมหาวิทยาลัยวางแผนที่จะฝัง Carbon-14 ลงในโครงสร้างเพชรเทียมเพื่อสร้างแบตเตอรี่ที่สามารถใช้งานได้นานหนึ่งศตวรรษโดยไม่ต้องบำรุงรักษาใดๆ แบตเตอรี่ยังอยู่ในห้องทดลอง แต่รุ่นแรกๆ แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันน่าเหลือเชื่อสำหรับ ภารกิจอวกาศลึก , เซ็นเซอร์ใต้น้ำ , อุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ (เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจหรือเครื่องกระตุ้นประสาท) ระบบติดตามและเฝ้าระวังระยะไกล
ความปลอดภัย คำถามยอดนิยม
แม้ชื่อจะมีคำว่า “นิวเคลียร์” แต่แบตเตอรี่นี้ไม่ได้ทำงานแบบเครื่องปฏิกรณ์ แหล่งพลังงานเป็นไอโซโทปที่ปล่อยอนุภาคเบต้าแบบพลังงานต่ำซึ่งสามารถถูกกั้นได้ด้วยวัสดุห่อหุ้ม เช่น เพชรสังเคราะห์ หรือโลหะหนา เมื่อออกแบบและจัดการอย่างถูกวิธี ความเสี่ยงต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อมจะถูกจำกัดไว้ได้
ความท้าทายที่ต้องเผชิญ
แม้จะน่าตื่นเต้น แต่เทคโนโลยีนี้ยังต้องฝ่าฟันอุปสรรคสำคัญ เช่น การเพิ่มกำลังไฟ ต่อหน่วยให้เพียงพอต่อการใช้งานที่หลากหลายยิ่งขึ้น, การลดต้นทุน การผลิตไอโซโทป, รวมถึงการกำหนด มาตรฐานความปลอดภัยและกฎหมาย ที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานและการกำจัดซากแบตเตอรี่ในอนาคต
อย่างไรก็ตาม การพัฒนาอย่างรวดเร็วของจีนได้นำโลกเข้าใกล้ความเป็นจริงที่ว่า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางประเภทอาจไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการชาร์จแบตเตอรี่อีกต่อไปตลอดอายุการใช้งานของมัน เป็นอย่างไรกันบ้างครับสำหรับข้อมูลเรื่อง “ แบตเตอรี่นิวเคลียร์จิ๋ว ” น่าสนใจใช่ไหมครับ และแน่นอนหากมีข้อมูลดีๆ สาระดีๆแบบนี้ทางคอลัมน์ IT Talk ก็จะนำมาฝากกันอีกแน่นอนครับ
