了解一下核电池

2019年01月05日

 

 

嫦娥四号着陆在月球背面,核电池将进入人们的视野,引起了广泛的关注,但核电池到底是

 

一个什么东西呢?

 

中科院的科学家已经在网上发布了关于核电池的一些基本信息,毕竟属于高科技产品,所

 

以,对于该电池的基本原理、结构以及运作机制、生产工艺,目前还很难获得清晰的认知,

 

既然已经运用在航天领域,其基本的信息应该还是要了解一点,至于更专业的知识,要查找

 

各种资料才能有完整的认识,如查阅专利、科技期刊等,作为平民百姓,普及基本知识足

 

够。

 

而这些基本知识就是:

 

第一:研究的起始时间,应该是上世纪50年代;

 

第二:到目前止,核电池已经探索出几种类型:

 

 

1)         直接充电式核电池;

 

 

2)         气体电离式核电池;

 

 

3)         辐射伏特效应能量转换核电池;

 

 

4)         荧光体光电式核电池;

 

 

5)         热致光电式核电池;

 

 

6)         温差式核电池;

 

 

7)         热离子发射式核电池;

 

 

8)         电磁辐射能量转换核电池;

 

 

9)         热机转换核电池。

 

 

其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式,应用较少。目前应用最广泛的是

 

温差式核电池和热机转换核电池。

 

第三:真正的应用时期:是上世纪七十年代,最先也是应用在木星探测器上。

 

第四:普及化之前遇到的一个难题是体积庞大,后来由美国密苏里大学计算机工程系教授权

 

载完率领的研究组成功为“核电池”瘦身,研发出的“核电池”体积小但电力强的核电池。其大

 

小只是略大于1美分硬币(直径1.95厘米,厚1.55毫米),而电力是普通化学电池的100万

 

倍。

 

 

第五:核电池的基本工作原理:它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具

 

有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。利用放射性同位素衰变放出载能粒子如α粒

 

子、β粒子和γ射线,并将其能量转换为电能的装置。

 

第六:核电池提供的电压范围:

 

 

1)         可分为高压型,即达到几百至几千V;

 

 

2)         低压型;即几十mV到1V 左右;

 

第七:核电池结构:一般核电池在外形上与普通干电池相似,呈圆柱形。在圆柱的中心密封

 

有放射性同位素源,其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。换能器的外层为防辐射的

 

屏蔽层,最外面一层是金属筒外壳。

 

第八:核电池的优缺点:

 

 

1)         优点:核电池在衰变时放出的能量大小、速度,不受外界环境中的温度、化学反

 

应、压力、电磁场等的影响。其中温差适应性最强,如这次嫦娥四号在月球背面要适用温差

 

300度的环境。

 

 

2)         缺点:有放射性污染,必须妥善防护;而且一旦电池装成后,不管是否使用,随着

 

放射性源的衰变,电性能都要衰降。

 

第九:核电池寿命:核电池提供电能的同位素工作时间非常长,甚至可能达到5000年。实

 

际上2012年8月7日美国好奇号火星车抵达火星,核电池寿命可达14年。而我国 “嫦娥三

 

号”用的核电池可以连续工作30年。

 

来源:广州市柯卫达科技有限公司

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