"டைமண்ட் பேட்டரி என்றால் என்ன"

"டைமண்ட் பேட்டரி என்றால் என்ன"

⚛ அறிவியல் காதலன்
   ரா.பிரபு.⚛

மின்சாரத்தை தேக்கி வைக்கும் பேட்டரிகள் பல இடங்களில் பல வகைகளில் பல பயன்பாடுகளுடன் நாம் பார்த்து இருப்போம் குறிப்பாக நாம் அனைவரும் பயன்படுத்தும் ஸ்மார்ட் போனில் பேட்டரி தீரும் பிரச்னையை அனுபவித்து இருப்போம்.
ஆனால் நான் சொல்ல போகும் ஒரு பேட்டரியை நீங்கள் உங்கள் கடிகாரத்திலோ வாகணத்திலோ... ஸ்மார்ட் போனிலோ மாட்டி விட்டால் அது சார்ஜ் இறங்க நீங்க நினைப்பதை விட நீண்ட நாள் ஆகும் என்று சொன்னால் மகிழ்வீர்கள்.
 எவ்ளோ அந்த நீண்ட நாள் என்றால் ஒரு 5000 ..... 10000 ஆண்டுகள் என்றால் திகைப்பீர்கள்.  ஆனால் நான் சொல்ல போகும் பேட்டரியை நீங்கள் சரியாக 7746 ஆண்டுகள் தொடர்ந்து பயன்படுத்திவிட்டு பார்த்தால் பேட்டரி 50 சதம் சார்ஜ் இறங்கி இருக்கும். அப்படி ஒரு அசத்தல் பேட்டரி தான் diamond battery. இது உண்டாக்க பட போவது ஒரு கழிவில் இருந்து. கழிவு என்றால் ஏதோ சாதாரணமான கழிவு அல்ல அணுஉலை கழிவு.
அது என்ன தொழில்நுட்பம் ?எப்படி அது சாத்தியம்?? சொல்கிறேன் அதற்க்கு முன்....

நீங்கள் iron man ஹாலிவூட் படம் பார்த்து இருப்பீங்க இல்லையா... (பாக்கலனா பார்த்திடுங்க அறிவியலிலும் தொழில் நுட்பத்திலும் ஆர்வம் கொண்டவர்களை அந்த படம் மிக கவரும் ) அதில் டோனி ஸ்டார்ட் அந்த சகலகலா வல்லமை வாய்ந்த கவச சூட் ஐ போட்டு கொண்டு பறப்பது சுடுவது ,ஸ்கேன் பண்ணுவது, அதிலேயே போன் பேசுவது என்று நிறைய காரியம் செய்வார். அதற்கெல்லாம் ஆற்றல் அல்லது அந்த இரும்பு சூட் மொத்தமாக இயங்க எரி பொருள் என்ன எப்படி எங்கே இருந்து கிடைக்கிறது என்றால் ..அதில் நெஞ்சு பகுதியில் பொறுத்த பட்ட ஆர்க் ரியாக்டர் எனும் சிறிய பேட்டரி போன்ற ஒரு கருவியை காட்டி இருப்பார்கள். கதை படி அந்த கருவிக்குள் கதிரியக்க தன்மை கொண்ட பொருள் ஒன்றை நுழைத்து பொருத்தி விட்டால் அந்த பொருள் வெளியிடும் கதிரியக்க ஆற்றலை வைத்து அந்த மொத்த சூட் ஐ யும் இயக்கலாம் என்று லாஜிக் சொல்லி இருப்பார்கள். உண்மையில் டைமண்ட் பேட்டரியின் கான்செப்ட் கூட அது தான்.

ரேடியம் ஆகட்டும் அல்லது யுரேனியம் ஆகட்டும் கதிர்வீச்சு தனிமங்கள் என்றாலே அவைகள் 24 மணிநேரமும் தன்னிச்சையாக ஆற்றலை வெளியிட்டு
கொண்டே இருக்கும். (கொசுறு குறிப்பு : தலை கனம் கூடி போன மனிதன் நிலை தன்மை இல்லாமல் ஆட்டம் போடுவதை போல அணு எண் அதிகம் கொண்ட... கனமான தனிமங்களின் அணுக்கள் நிலை தன்மை இல்லாமல் உள்ளே இருக்கும் விசை பிணைப்புக்கு மதிக்காமல் தங்களை தாங்களே ஆற்றலாக மாற்றி கொண்டிருக்கும் நிகழ்வுக்கு பெயர் தான் கதிர்வீச்சு...)
எனவே அந்த ஆற்றலை வீணாக்காமல் பயன் படுத்த முடிந்தால் ???? அதான் கான்செப்ட் .
(இந்த கதிர்வீச்சு கொண்ட தனிமங்களின் பெயர்கள் மட்டும் "யம்".."யம்" னு முடியற மாதிரி வச்சிஇருக்காங்களே எதுக்கு ? நீண்ட நாள் சந்தேகம் எனக்கு )

இதற்க்கு அவர்கள் தேர்ந்தெடுத்து உள்ளது C 14 என்ற கார்பன் பொருளை.
அவர்கள் என்றால் எவர்கள்?
the University of Bristol Cabot Institute ஐ சேர்ந்த அறிஞர்கள் 25 நவம்பர்  2016 இல் நடந்த ஆண்டு விழா சொற்பொழிவில் தான் இந்த யோசனையை முதல் முதலில் சொன்னார்கள். எனவே இவர்கள் தான் அந்த அவர்கள்.

இந்த கார்பன் C14 எங்கே கிடைக்கும் என்றால் அணு உலையில் பயன் படுத்த படும் "neutron moderator "இல் பயன் படுத்த படும் கிராபைடில் உள்ள ஒரு பொருள் தான் அந்த கார்பன். அது என்ன "neutron moderator "?

அணு உலை எனும் ராட்சத வண்டிக்கு நியூட்ரான் எனும் துகள் தான் ஆக்சிலேட்டர். அதாவது அதை பயன் படுத்தி தான் யுரேனியம் .. புளுடோனியம் போன்ற கனமான தனிமங்களின் அணுக்களை பிளப்பார்கள்.
அந்த அணு உலையில் "நியூட்ரான் மாடரேட்டர் "என்ற அமைப்பு தான் அந்த வண்டிக்கு பிரேக்... அதாவது வேக கட்டுப்பாட்டு கருவி என்று சொல்லலாம். அங்கே கிராபைட்டை உள்ளே வைத்து இருப்பார்கள் இதில் நம்ம கார்பனின் வேலை பாய்ந்தோடும் நியுட்ரானை பிடித்து அணு உலையின் வேகத்தை மட்டு படுத்துவது.

அப்படி செய்யும் போது என்ன நடக்கும் தெரியுமா ?
நம்ம கார்பன் ஆரம்ப நிலையில் கதிர்வீச்சு எல்லாம் இல்லாத நல்லவன் தான். அப்போது அவன் பெயர் C 12. இங்கே நியூட்ரான் உடன்  ஓடி பிடித்து விளையாட விளையாட கதிர்வீச்சை வெளிப்படுத்தும் பொருளாய் மாறுகிறான் இப்போ அவன் பெயர் C 14.

(எல்லா C12 களும் மாறி விடுவது இல்லை நியுட்ரானை பிடிக்கும் சில மட்டும்... )

 நம்ம வீட்டில் குப்பை நிறைய சேர்ந்தால் அதை அப்புற படுத்துவது ஒரு தலைவலி வேலை அல்லவா அப்படி அணு உலையில் பயன்படுத்த பட்ட கழிவான... அந்த C 14 ஐ அப்புற படுத்துவதும் ஒரு தலைவலி வேலை தான் காரணம் அது ஒரு கதிர்வீச்சு பொருள். மேலும் அதன் 'அரை ஆயுள்' 5730 ஆண்டுகள் .
(தனிமங்களின் அரை ஆயுள் என்றால் என்ன என்று ஏற்கனவே குவாண்டம் எனும் கடல் கட்டுரையில் குறிபிட்டு இருந்தேன் நினைவு இருக்கிறதா ? அதாவது ஒரு 100 கிராம் கார்பன் ஆற்றலாக மாறுகிறது என்றால் 5730 ஆண்டு கழித்து 50 கிராம் மிச்சம் இருக்கும் . அப்போ இன்னோரு 5730 ஆண்டில் முழுதும் அழிந்து விடுமா என்றால் இல்லை 50 இல் பாதி 25 கிராம் இருக்கும் அப்புறம் இன்னோரு 5730 ஆண்டு கழித்து 12.5 கிராம்.... இப்படி  எத்தனை ஆண்டுகளில் தன்னில் சரிபாதியாகிறது என்பது தான் அந்த தனிமத்தின் அரை ஆயுள் . )

நம்ம வீட்டு குப்பையில் இருந்து யாராவது மின்சாரம் எடுக்கலாம் என்று சொன்னால் ஒரு பிரச்னை தீர்ந்தது என்று நாம் நினைப்பதை போல அந்த கழிவை வைத்து டைமண்ட் பேட்டரி செய்யலாம் என்று சொன்னால் அவர்களுக்கு அப்புற படுத்தும் அல்லது அதை அழிக்கும் பிரச்னை தீர்ந்தது (இது ஒரு பக்க விளைவு நன்மை னு வச்சிகோங்களேன் )

சரி இவ்ளோ நேரமா டைமண்ட் டைமண்ட் னு சொல்றோமே... இங்க டைமண்ட் ஏன் ..எதற்கு...எப்படி வந்தது.?
டைமண்ட் என்ன பொருள்? கார்பன். நாம இவ்ளோ நேரமா எதை பற்றி பேசுகிறோம் கார்பனை பற்றி..  அப்போ டைமண்டை பற்றி தான் பேசி கொண்டு இருக்கிறோம்.
 எல்லாம் கார்பனும் வைரம் ஆகாது ஆனால் C14 ஐ சூடாகி எரித்து புகை ஆக்கினால் அந்த கரி புகை ஆகி அதிக வெப்பதில் குறைந்த அழுத்தத்தில் படியும் போது நமக்கு அந்த படிவத்தில் கிடைபது வைரம் .

(இயற்கை வைரம் இல்லாமல் மனிதன் உண்டாக்கும் வைரம் மொத்தம் 4 வகை யில் உண்டாக்க படுகிறது ..
1. அதிக வெப்பம் அதிக அழுத்தம் முறை
2. வேதியியல் படிவங்கள் முறை.
3. சில கார்பன் பொருளை வெடிக்க வைத்து பெரும் முறை.
4. சில கார்பன் இல் அல்ட்ரா சோனிக் கேவியேஷன் பயன்படுத்தி பெரும் முறை )

இப்போதைக்கு நம்ம படிவத்தில் கடைசியாக கிடைத்த அந்த வைரம்... அதுவும் கதிர் வீச்சு கொண்ட ஒரு கார்பனாகவே இருக்கிறது  இந்த டைமண்ட்கள் மீண்டும் ஒரு கதிர் வீச்சு பகுதியில் வைக்க படும் போது சிறிது அளவு மின்சாரத்தை உண்டாக்க கூடியது . அந்த மின்சாரத்தை தான் நான் சொன்ன பேட்டரியில் பயன் படுத்த போகிறோம். கார்பனின் கதிர் வீச்சு கடினமான பொருளால் தடுக்க படும் போது தான் அந்த மின்சாரம் உண்டாகிறது. நமக்கு தெரிந்த மிக கடினமான பொருள் வைரம் தான் எனவே இந்த மொத்த அமைப்பும் வெளியிடும் கதிர்வீச்சிலிருந்து காக்க
கதிர் வீச்சை வெளிப்படுத்தாத C 12 கார்பனால் செய்ய பட்ட இன்னோரு வைரத்தால் இந்த மொத்த அமைப்பும் மூட படுகிறது.

இப்போது இந்த அமைப்பின் அரை ஆயுள் 7746 ஆண்டுகள். இப்போது இவைகள் பீட்டா கதிரை உள்ளுக்குள் வெளியிடும் ஒரு பீட்டாவோல்டிக் பொருள் ..(' பீட்டா வோல்டிக் ' என்றால் இப்படி பீட்டா கதிரை வைத்து மின்சாரம் கொடுக்கும் பொருள்..என்று பொருள் )

இப்படி தயாரிக்க பட்ட  இந்த அமைப்பு தான் இந்த கட்டுரையின் தலைப்பான
"டைமண்ட் பேட்டரி ''

இந்த வைர மின்களனின் (தமிழ் ல அப்படி தானே வரும் !?) மிக பெரிய நன்மை அதன் ஆயுள் ... இதற்க்கு சார்ஜ் பண்ணும் வேலையோ... பராமரிப்போ எதுவும் கிடையாது ஒரு முறை இயக்கத்தை ஆரம்பித்து விட்டால்.. பல  தலை முறைக்கு மின்சாரம் கொடுத்து கொண்டே இருக்கும்.
இதன் மிக பெரிய குறைபாடு என்ன வென்றால் நாம் நினைப்பதை போல இதில் 230 வோல்ட் 440 வோல்ட் எல்லாம் எடுக்க முடியாது.

 இதில் எடுக்க முடிய கூடிய மிக அதிக பட்ச மின்சாரமே 2 வோல்ட் தான். அதாவது கிட்ட தட்ட நம்ம சாதா AAA பேட்டரி அளவு தான். ஆனால் எண்ணிக்கையை கூட்டுவதன் மூலம் இதை இதயத்தில் பொருத்தும் பேஸ் மேக்கர் கருவி முதல் ராக்கெட் வரை இதன் ஆற்றலை நிச்சயம் எதிர்காலத்தில் பயன் படுத்த முடியும் என்கிறார்கள் இதன் ஆய்வாளர்கள்.
இது பயன் பாட்டில் வருவதில் உள்ள மிக பெரிய தடை எது என்று நீங்களே யூகித்து இருப்பீர்கள். ஆம் ஒரு பேட்டரி வாங்கும் பணத்தில் நீங்கள் பல நூறு போன்கள் வாங்கி விடலாம். (மொபைலில் இந்த தொழில் நுட்பம் வந்தால் மொபைல் திருடு போகிறதோ இல்லையோ பேட்டரி திருடு போய் விடும் )

எப்படியோ வைர பேட்டரி வெளியாவதில் உள்ள தடையை மீறி அவைகள் பயன்பாட்டிற்கு வந்தால் எனர்ஜி சோர்ஸ்...மற்றும்  பேட்டரி உலகில் நிச்சயம் அவைகள் ஒரு புரட்சியாக இருக்கும் என்பதில் மாற்று கருத்து இல்லை...

அன்பு நண்பன்
அறிவியல் காதலன்
ரா.பிரபு