什么是核电池:工作及其应用

在1950年初，核电池是在亨利·莫斯利首次演示β细胞时开发出来的。在1950年至1960年期间，该领域获得了广泛的研究意识，应用于需要长寿命电源的空间需求。

一般来说，化学电池需要经常更换，而且体积很大。同样，太阳能电池和燃料也很昂贵，太阳能也需要太阳能。为了克服这些问题，我们需要一款具有轻便、可靠、紧凑、耐用等特点的电池电力供应像核电池一样。本文讨论了核电池的概述。

什么是核电池？

核电电池可以定义为使用的设备电能通过分解放射性同位素来发电。所以对有害的辐射没有恐慌。这些电池的寿命高达几十年，而且非常高效。

类似于核反应堆在美国，它们利用原子能产生电能2021欧洲杯足球竞猜官方平台，但不同的是它们不利用连锁反应。核电池的另一种名称是氚电池，原子和放射性同位素。

核电电池工作原理

核能电池使用的能量是令人难以置信的，它是通过小的放射性物质块自然产生的，没有任何聚变或裂变电荷发生在电池内。这种电池通过轻微的放射性薄膜工作，这些薄膜产生的能量高于锂离子电池

核电池的转换技术

核电池的放射性同位素材料只是衰减，其中该材料的α和β发射用于产生能量。α和β粒子的发射提供了主要电池源。

这些排放成立在电极中以发展潜在的差距，以使整个负载流动的电流。有两种方法可以将该衰减辐射改变为像下面的功能电能2021欧洲杯足球竞猜官方平台

• 热转换器
• 非热转换器

热转换器

在热转换方法中，O / P功率是温度的任务。热转换器再次分为不同类型，包括以下内容。

温度转换器

热离子转换器包括两个电极，其中一个电极热量发射电子一旦得到高温，就可以获得这些电子。通常，两个电极之间存在空间，但有时它填充有铯蒸汽，以提高电极的效率。

RTC（放射性同位素热电发电机）

这种转换器利用热电偶来将能量从热量改变为电力。每个热电偶的形成可以通过使用两根不同的金属线来完成。

通过电线长度的温度的变化产生从一个线端到另一根线的电压变化。RTC是一个没有旋转部件的固定发电机。在无人机和远程场地的能源来源之后，它主要是必需的。

热光伏电池

这些转换器主要在PV电池的原理上工作，因为它们将通过热表面产生的IR光转换为电力。

与热电耦合相比，光伏电池的效率略高。来自同位素的alpha和β等排放被设计为从中发出的热发射器下降，从中发出红外发射，并使这些排放量落在Thermo PV电池中以产生电力。

AMTEC

Amtec代表“碱金属热转换器”是一种电化学系统。该系统主要取决于电池内使用的电解质，如β氧化铝和钠 - 硫磺钠。在实验室中，Amtech细胞效率达到了16％，预计将达到20％。

斯特林放射性同位素发生器

斯特林发动机驱动的差异温度通过放射镜产生。新进度导致形成更高效的版本，即先进的斯特林放射性机会发生器。

非热转换器

在非热转换方法中，O / P功率不依赖于温差。
这些转换器分为包括以下不同类型的转换器。

• 直接充电发电机
• Betavoltaics
• Alphavoltaics
• 光电
• 往复电机电原子电池

直接充电发电机

主发电机包括电容器，该电容器通过从沉积在其中一个电极上的放射性层通过电流的带电粒子充电。电容器的两个端子之间的间隔可以是电介质或真空。

Betavoltaics

BetaVoltaics通过使用来自氢异形等的2021欧洲杯足球竞猜官方平台放射源的能量产生电流，所述氢同位素被称为氚。这些转换器通过使用诸如非热转换等方法产生电力。

这些转换器利用pn结半导体发电。一旦发射给电极，它就会产生电子-空穴对，导致电极和电流之间的电位增强。

Alphavoltaics

这些电源使用apn结半导体从高能基α颗粒产生电能。2021欧洲杯足球竞猜官方平台它适用于相同的必要性原则，但它们改变如它利用放射性同位素来发射α粒子。

光电

像锝-99这样的发射体会激发准分子混合物，光会影响光电池。在这种情况下，一个确切的电极装配是不需要的&大多数粒子的贝塔将逃脱轻分散装材料，以供应电池的净功率。它改变了发射的光&在那之后，它转变成电能2021欧洲杯足球竞猜官方平台

往复电机电原子电池

这些电池利用两块板之间积聚的能量将一块柔性板拖到另一块，直到两块板接触、放电、消除积聚的静电并弹回来。

所产生的机械运动可以通过线性发电机或压电材料弯曲来发电。

核电池结构

MIPT的研究团队开发了一种提高核电池的10次电力密度的方法。因此，它们通过镍-63设计了一种基于辐射源和金刚石二极管的必要电池，基于肖特基屏障进行能量变化。

核原型电池结构如下所示。该电池达到1微米O / P功率，而每立方厘米的功率密度为10微米。因此，该功率足以用于当前的人工起搏器。

核电池的原型包括200个钻石转换器，通过镍-63和固定镍箔层夹层。通过变换器产生的功率总和主要取决于镍箔和变换器的宽度。目前，核电池原型的优化很糟糕，因为它们包含了极端的体积。

如果辐射源很厚，那么由此发出的电子就无法逃离，这被称为自吸收。然而，当功率源被设计成薄的时候，那么几个原子在每个单位时间内经历β衰变，就会成比例地减少。同样的原理也适用于转换器的厚度。

研究人员的主要目标是增加镍-63电池的电力密度。为此，它们在数字上模拟了整个β源和转换器的电子方式。

事实证明，镍-63的源极高效一旦它是两个微米宽，转换器的最佳宽度取决于肖特基势垒金刚石二极管约为10微米。

好处

这核电电池的优势包括以下这些。

• 可靠的
• 能量密度较低
• 寿命是几十年
• 温室效果可以减少
• 获得的能量最大
• 浪费生成少
• 核电电池的经济可行性可以通过平衡电力效益和安全措施来确定。

缺点

这核电电池的缺点包括以下这些。

• 当电池处于实验阶段时，生产成本高
• 转换能量方法未提前

应用程序

这核电电池的应用包括以下这些。

汽车核电电池

核电池使用在被忽视的来源，应该长期发挥作用。原子电池最好的例子是水下系统、航天飞机、起搏器等。核能电池在汽车上的应用还处于起步阶段，但它有很多好处。这种电池在汽车上的使用受到限制，原因如下。

• 在开发技术下
• 与其他电池相比，它产生更多的热量
• 昂贵的
• 由于放射性物质可能发生生态和健康问题

核电站起搏器

通常，起搏器主要用于刺激正常心跳，一旦身体的天然电动起搏系统不规则。2021欧洲杯足球竞猜官方平台在过去的多年中，起搏器使用钚-238（放射性物质）等不同的电源。

但如果我们想找出不核发或核动力的起搏器，那么起搏器上使用不同的指标。我们必须注意到身体的标记如核/尼斯“发现放射性物质。因此，如果电池没有任何这些标记，则据说起搏器是非核的，并且仅包括化学基电池。

核动力起搏器由几家公司设计，如ARCO，美敦力，海湾通用原子，美国光学，Cordis，生物控制技术和医疗设备

由于其增强的可靠性，高能量密度和长寿命，核电电池如电源的不同应用。

• 这些广泛用于军事，空间，医疗和水下应用。
• 心脏起搏器
• 宇宙飞船
• 水下系统
• 偏远地区的自动化科学站
• 军事和医疗应用

因此，这一切都是关于核电电池或原子电池的概述及其工作。以前我们已经熟悉了核能概念但不是核电池。核电电池越来越近核电厂与传统电池相比。这些电池利用放射性来产生能量而不是储存能量。根据化学电池的评估，它们通过高容量能量密度和在恶劣环境下更强的耐久力进行划分。

这些设备是持久的电源。利用汽车内部核电电池的机会仍在研究过。这是一个问题，核能是什么？