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非热型放射性同位素电池

时间:2018-05-14 20:38来源:未知 作者:admin 点击:
而非热转换型放射性同位素电池则使用同位素衰变时放出的β粒子,也就是直接用电子来发电,中间不涉及使用热力来产生电力,所以称为非热转换型的核电池。

    非热型放射性同位素电池是将同位素的衰变能经过某种次级效应问接或直接转换为电能,此类放射性同位素电池也称为核电池。这一类电池的输出功率一般为为瓦至豪瓦级,是一种重要的微型电源,核电池多用纯R放射性源或具有弱y放射性的R放射性源作为电池的能量源。

        

直接转换核电池
    直接转换核电池是基于R辐射辐射伏特效应,接触电势差,次级电子发射和康普顿效应,将放射性同位素衰变能转化为电能,接触电势差核电池、二次电子发射核电池和Y核电池。
    p-n结合电池的工作原理与光伏电池相同,所用放射性同位素源一般为纯放射性源,如3H63Ni等。这种电池的开路电压小于1V。但理论转换效率较高,达40%。国外p-n结核电池的研究始于上世纪50年代,1953年,研制出世界上第一个p-n结核电池,输出功率在10kn匹配负载电阻时为0.8nA/cm,转换率为0.4%

         

光伏电池和热电型放射性同位素电池的快速发展与应用限制了此类核电池的发展
    进入本世纪后,由于微机电系统和其他低功率电子器件的快速发展,世界先进国家开始重视此类核电池的研究。由于粒子的能量比较高,因此半导体随着时间的推移将受到损伤,有人提出使用某种液态半导体作为转换媒介,这样在带电粒子通过时不会对半导体造成损伤,可以有效的增加电池的使用寿命且体积可以做到更小,研制宽禁带半导体是当前的一个重要一面,宽禁带半导体p-n结核电池可以提高此类电池的辐射稳定性和转换率。

        

    综上所述,到目前为止,实际应用较广的放射性同位素电池有热电型和热电离子型放射同位素电池,特别是热典型放射性同位素电池已被广泛应用于航天、深海、心脏起搏器等特殊场合,而其他类型的放射性同位素电池很多尚处于研究和改进中,应用较少,目前世界各先进国家纷纷致力于放射性同位素电池的研究,研究的力一向主要是提高放射性同位素电池的转换率及实现放射性同位素电池的小型化、微型化、随着核电池安全、转换效率和成本等问题的解决和技术的不断成熟,其应用领域也将会更加广阔。


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