Optoelectric nuclear battery
آپٹو الیکٹرک نیوکلیئر بیٹری (ریڈیو فوٹو وولٹک ڈیوائس، ریڈیو لومینسینٹ نیوکلیئر بیٹری یا ریڈیوآسوٹوپ فوٹو وولٹک جنریٹر بھی) ایک قسم کی نیوکلیئر بیٹری ہے جس میں نیوکلیئر توانائی کو روشنی میں تبدیل کیا جاتا ہے، جسے پھر برقی توانائی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ تابکار آاسوٹوپس کے ذریعے خارج ہونے والی آئنائزنگ تابکاری کو ایک روشن مواد (سنٹیلیٹر یا فاسفورس) سے ٹکرانے کی اجازت دے کر پورا کیا جاتا ہے، جو بدلے میں فوٹونوں کو خارج کرتا ہے جو فوٹو وولٹک سیل سے ٹکرانے پر بجلی پیدا کرتے ہیں۔ یہ ٹیکنالوجی ماسکو میں کرچاٹوف انسٹی ٹیوٹ کے محققین نے تیار کی تھی۔ تفصیل ایک بیٹا ایمیٹر جیسے ٹیکنیٹیم-99 یا اسٹرونشیم-90 کو ایک گیس یا مائع میں معطل کیا جاتا ہے جس میں ایکسائمر قسم کے لومینسینٹ گیس مالیکیول ہوتے ہیں، جو "ڈسٹ پلازما" تشکیل دیتے ہیں۔ یہ خارج ہونے والے دھول کے ذرات سے بیٹا الیکٹرانوں کے تقریبا نقصان کے بغیر اخراج کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے بعد الیکٹران ان گیسوں کو متحرک کرتے ہیں جن کی ایکسائمر لائن کو تابکاری کو ارد گرد کی فوٹو وولٹک پرت میں تبدیل کرنے کے لیے اس طرح منتخب کیا جاتا ہے کہ ایک نظریاتی ہلکی پھلکی، کم دباؤ والی، اعلی کارکردگی والی بیٹری کا احساس کیا جا سکے۔ (عملی طور پر، موجودہ ڈیزائن بھاری ہوتے ہیں اور ان میں زیادہ دباؤ شامل ہوتا ہے۔) یہ نیوکلائڈز جوہری توانائی کے ری ایکٹروں سے نسبتا کم لاگت والے تابکار فضلے ہیں۔ دھول کے ذرات کا قطر اتنا چھوٹا (چند مائکرو میٹر) ہوتا ہے کہ بیٹا کے گرنے سے الیکٹران دھول کے ذرات کو تقریبا بغیر کسی نقصان کے چھوڑ دیتے ہیں۔ آس پاس کا کمزور آئنائزڈ پلازما ایکسائمر لائنوں کے ساتھ گیسوں یا گیس کے مرکب (جیسے کریپٹن، ارجن اور زینون) پر مشتمل ہوتا ہے جس سے بیٹا الیکٹرانوں کی کافی مقدار میں توانائی اس روشنی میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ آس پاس کی دیواروں میں فوٹو وولٹک پرتیں ہوتی ہیں جن میں وسیع ممنوعہ زون ہوتے ہیں، جیسے ہیرے، جو تابکاری سے پیدا ہونے والی نظری توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرتے ہیں۔ ایک جرمن پیٹنٹ ایک آپٹو الیکٹرک نیوکلیئر بیٹری کی تفصیل فراہم کرتا ہے، جو اندرونی آئینہ دار سطح، باریک زمینی ریڈیوآسوٹوپ، اور ایک وقفے وقفے سے الٹراسونک اسٹرر کے ساتھ دباؤ والے برتن میں ارجن، زینون، یا کریپٹن (یا ان میں سے دو یا تین کا مرکب) کے ایک ایکسائمر پر مشتمل ہوتا ہے، جو ایکسائمر کے لیے ٹیون کیے گئے بینڈ گیپ کے ساتھ ایک فوٹو سیل کو روشن کرتا ہے۔ جب بیٹا خارج کرنے والے نیوکلائڈز (مثال کے طور پر، کریپٹن-85 یا ارجن-39) بیٹا ذرات کا اخراج کرتے ہیں، تو وہ کم از کم تھرمل نقصانات پر تنگ ایکسائمر بینڈ میں اپنے الیکٹرانوں کو متحرک کرتے ہیں، تاکہ یہ تابکاری ہائی بینڈ گیپ فوٹو وولٹک پرت (مثال کے طور پر، پی این ہیرے میں) میں بہت مؤثر طریقے سے بجلی میں تبدیل ہو جائے۔ موجودہ ریڈیو نیوکلائڈ بیٹریوں کے مقابلے میں فی وزن برقی طاقت میں 10 سے 50 یا اس سے زیادہ عنصر کا اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ اگر دباؤ والا برتن کاربن فائبر/ایپوکسی سے بنایا گیا ہے، تو طاقت سے وزن کا تناسب ایندھن کے ٹینکوں والے ہوا سے سانس لینے والے انجن سے موازنہ کیا جاتا ہے۔ اس ڈیزائن کا فائدہ یہ ہے کہ صحت سے متعلق الیکٹروڈ اسمبلیوں کی ضرورت نہیں ہے، اور زیادہ تر بیٹا ذرات باریک تقسیم شدہ بلک میٹریل سے بچ کر بیٹری کی خالص طاقت میں حصہ ڈالتے ہیں۔ نقصانات ریڈیو نیوکلائڈز کی زیادہ قیمت۔ ہائی پریشر (10 ایم پی اے یا 100 بار تک) بھاری کنٹینمنٹ والا برتن۔ روک تھام کی ناکامی باریک تقسیم شدہ ریڈیوآئیسوٹوپس کے ہائی پریشر جیٹ طیاروں کو چھوڑ دے گی، جس سے ایک موثر گندا بم بن جائے گا۔ ناکامی کا موروثی خطرہ اس ڈیوائس کو خلا پر مبنی ایپلی کیشنز تک محدود رکھنے کا امکان ہے، جہاں باریک تقسیم شدہ ریڈیوآئیسوٹوپ ماخذ کو صرف ایک محفوظ ٹرانسپورٹ میڈیم سے ہٹا دیا جاتا ہے اور ڈیوائس کے زمین کے مدار سے نکلنے کے بعد ہائی پریشر گیس میں رکھا جاتا ہے۔ ایک ڈی آئی وائی پروجیکٹ کے طور پر ایک سادہ بیٹا فوٹو وولٹک نیوکلیئر بیٹری کو آسانی سے دستیاب ٹریٹیم شیشیوں (ٹریٹیم سے بھری شیشے کی نلیاں جو ریڈیو لومینسینٹ فاسفور سے لیپت ہوتی ہیں) اور شمسی خلیوں سے بنایا جا سکتا ہے۔ 14 22.5x3mm ٹریٹیئم شیشیوں پر مشتمل ایک ڈیزائن نے 1.6 وولٹ کے زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ پر 1.23 مائیکرو واٹ تیار کیے۔ ایک اور ڈیزائن نے بیٹری کو ایک کیپسیٹر کے ساتھ ملا کر ایک وقت میں ایک منٹ تک پاکٹ کیلکولیٹر کو طاقت فراہم کی۔ نیوکلیئر بیٹری بیٹا وولٹک ڈیوائس ریڈیوآئیسوٹوپک تھرمو الیکٹرک جنریٹر ریڈیوآئیسوٹوپ پیزو الیکٹرک جنریٹر بیٹری کی اقسام کی فہرست حوالہ جات پولیمر، فاسفورس، اور وولٹیکس برائے ریڈیوآئیسوٹوپ مائکرو بیٹریز، بذریعہ کینتھ ای بوور (ایڈیٹر)، اور دیگر۔ یو ایس پیٹنٹ 7,482,533 نیوکلیئر کورڈ بیٹری نیوکلیئر ٹیکنالوجی بیٹری کی اقسام