Optoelectric nuclear battery
অপটোইলেক্ট্রিক পারমাণবিক ব্যাটারি (এছাড়াও রেডিওফোটোভোলটাইক যন্ত্র, রেডিওলুমিনেসেন্ট পারমাণবিক ব্যাটারি বা রেডিওআইসোটোপ ফটোভোলটাইক জেনারেটর) হল এক ধরনের পারমাণবিক ব্যাটারি যেখানে পারমাণবিক শক্তি আলোতে রূপান্তরিত হয়, যা পরে বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। তেজস্ক্রিয় আইসোটোপ দ্বারা নির্গত আয়নাইজিং বিকিরণকে একটি আলোকিত পদার্থে (সিন্টিলেটর বা ফসফর) আঘাত করার মাধ্যমে এটি সম্পন্ন করা হয়, যা ফলস্বরূপ একটি ফটোভোলটাইক কোষে আঘাত করার পরে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে এমন ফোটন নির্গত করে। এই প্রযুক্তিটি তৈরি করেছেন মস্কোর কুরচাতভ ইনস্টিটিউটের গবেষকরা। বিটা নির্গমনকারী যেমন টেকনেটিয়াম-99 বা স্ট্রনশিয়াম-90 একটি গ্যাস বা তরলে ঝুলিয়ে রাখা হয় যার মধ্যে এক্সাইমার ধরনের লুমিনেসেন্ট গ্যাস অণু থাকে, যা একটি "ডাস্ট প্লাজমা" গঠন করে। এটি নির্গত ধূলিকণা থেকে বিটা ইলেকট্রনের প্রায় ক্ষতিহীন নির্গমনের অনুমতি দেয়। ইলেক্ট্রনগুলি তখন গ্যাসগুলিকে উত্তেজিত করে যার এক্সাইমার লাইনটি তেজস্ক্রিয়তাকে পার্শ্ববর্তী ফটোভোলটাইক স্তরে রূপান্তর করার জন্য নির্বাচিত করা হয় যাতে একটি তাত্ত্বিক হালকা, নিম্ন-চাপ, উচ্চ-দক্ষতার ব্যাটারি উপলব্ধি করা যায়। (বাস্তবে, বিদ্যমান নকশাগুলি ভারী এবং উচ্চ চাপ জড়িত।) এই নিউক্লাইডগুলি পারমাণবিক বিদ্যুৎ চুল্লি থেকে তুলনামূলকভাবে কম খরচের তেজস্ক্রিয় বর্জ্য। ধুলো কণাগুলির ব্যাস এত ছোট (কয়েকটি মাইক্রোমিটার) যে বিটা ক্ষয় থেকে ইলেকট্রনগুলি ধুলো কণাগুলিকে প্রায় কোনও ক্ষতি ছাড়াই ছেড়ে দেয়। পার্শ্ববর্তী দুর্বলভাবে আয়নিত প্লাজমা এক্সাইমার লাইন সহ গ্যাস বা গ্যাস মিশ্রণ (যেমন ক্রিপ্টন, আর্গন এবং জেনন) নিয়ে গঠিত যাতে বিটা ইলেকট্রনের শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ এই আলোতে রূপান্তরিত হয়। পার্শ্ববর্তী দেয়ালগুলিতে হীরার মতো বিস্তৃত নিষিদ্ধ অঞ্চল সহ ফটোভোলটাইক স্তর রয়েছে, যা বিকিরণ থেকে উত্পন্ন আলোক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। একটি জার্মান পেটেন্ট একটি অপটোইলেক্ট্রিক পারমাণবিক ব্যাটারির বিবরণ প্রদান করে, যা একটি অভ্যন্তরীণ মিররযুক্ত পৃষ্ঠ, সূক্ষ্ম-স্থল রেডিওআইসোটোপ এবং একটি বিরতিহীন অতিস্বনক স্টিরারের সাথে একটি চাপের পাত্রে আর্গন, জেনন বা ক্রিপটনের (বা তাদের মধ্যে দুই বা তিনটির মিশ্রণ) একটি এক্সাইমার নিয়ে গঠিত হবে, যা এক্সাইমারের জন্য সুর করা ব্যান্ডগ্যাপ দিয়ে একটি ফটোসেলকে আলোকিত করে। যখন বিটা-নির্গমনকারী নিউক্লাইডগুলি (যেমন, ক্রিপ্টন-85 বা আর্গন-39) বিটা কণা নির্গত করে, তখন তারা ন্যূনতম তাপীয় ক্ষতির সাথে সংকীর্ণ এক্সাইমার ব্যান্ডে তাদের নিজস্ব ইলেকট্রনগুলিকে উত্তেজিত করে, যাতে এই বিকিরণটি একটি উচ্চ-ব্যান্ডগ্যাপ ফটোভোলটাইক স্তরে (যেমন, পিএন হীরে) খুব দক্ষতার সাথে বিদ্যুতে রূপান্তরিত হয়। বিদ্যমান রেডিওনিউক্লাইড ব্যাটারির তুলনায় ওজন প্রতি বৈদ্যুতিক শক্তি 10 থেকে 50 বা তার বেশি গুণক দ্বারা বৃদ্ধি করা যেতে পারে। যদি চাপের পাত্রটি কার্বন ফাইবার/ইপোক্সি থেকে তৈরি করা হয়, তবে শক্তি-থেকে-ওজনের অনুপাতটি জ্বালানী ট্যাঙ্ক সহ বায়ু-শ্বাস-প্রশ্বাসের ইঞ্জিনের সাথে তুলনীয় বলে মনে করা হয়। এই নকশার সুবিধা হল যে নির্ভুল বিদ্যুদ্বাহক সমাবেশের প্রয়োজন হয় না এবং বেশিরভাগ বিটা কণা সূক্ষ্মভাবে বিভক্ত বাল্ক উপাদান থেকে বেরিয়ে এসে ব্যাটারির মোট শক্তিতে অবদান রাখে। অসুবিধা রেডিওনিউক্লাইডের উচ্চ মূল্য। উচ্চ চাপ (10 এমপিএ বা 100 বার পর্যন্ত) ভারী নিয়ন্ত্রণ জাহাজ। নিয়ন্ত্রণের ব্যর্থতা সূক্ষ্মভাবে বিভক্ত রেডিওআইসোটোপগুলির উচ্চ-চাপের জেটগুলি ছেড়ে দেবে, যা একটি কার্যকর নোংরা বোমা তৈরি করবে। ব্যর্থতার অন্তর্নিহিত ঝুঁকি এই যন্ত্রটিকে মহাকাশ-ভিত্তিক প্রয়োগগুলিতে সীমাবদ্ধ করার সম্ভাবনা রয়েছে, যেখানে সূক্ষ্মভাবে বিভক্ত রেডিওআইসোটোপ উৎসটি কেবল একটি নিরাপদ পরিবহন মাধ্যম থেকে সরানো হয় এবং যন্ত্রটি পৃথিবীর কক্ষপথ ছেড়ে যাওয়ার পরে উচ্চ চাপের গ্যাসে স্থাপন করা হয়। একটি ডি. আই. ওয়াই প্রকল্প হিসাবে একটি সাধারণ বেটাফোটোভোলটাইক পারমাণবিক ব্যাটারি সহজেই উপলব্ধ ট্রিটিয়াম শিশি (একটি রেডিওলুমিনেসেন্ট ফসফর দিয়ে আবৃত ট্রিটিয়াম-ভরা কাচের টিউব) এবং সৌর কোষ থেকে তৈরি করা যেতে পারে। 14টি 22.5x3mm ট্রিটিয়াম শিশি সমন্বিত একটি নকশা সর্বোচ্চ 1.6 ভোল্ট পাওয়ার পয়েন্টে 1.23 মাইক্রোওয়াট উৎপাদন করে। আরেকটি নকশা ব্যাটারিকে একটি ক্যাপাসিটারের সাথে একত্রিত করে একবারে এক মিনিট পর্যন্ত পকেট ক্যালকুলেটরকে শক্তি দেয়। আরও দেখুন নিউক্লিয়ার ব্যাটারি বেটাভোলটাইক যন্ত্র রেডিওআইসোটোপ থার্মোইলেক্ট্রিক জেনারেটর রেডিওআইসোটোপ পাইজোইলেক্ট্রিক জেনারেটর ব্যাটারির প্রকারের তালিকা রেফারেন্স পলিমার, ফসফর এবং ভোল্টাইকস ফর রেডিওআইসোটোপ মাইক্রোব্যাটারিজ, কেনেথ ই. বোয়ার (সম্পাদক) এবং অন্যান্য। মার্কিন পেটেন্ট 7,482,533 পারমাণবিক-কোর ব্যাটারি পারমাণবিক প্রযুক্তি ব্যাটারির প্রকার