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核电池原理与研究

2017-10-23
类别:基础知识
eye 666
文章创建人 拍明
  1.核电池原理--简介

  核电池又叫做放射性同位素电池,它是一种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的电池。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。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。核电池可分为高电压型和低电压型两种类型。

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  2.核电池原理--分类

  核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。按提供的电压的高低,核电池可分为高压型和低压型两类按能量转换机制,它可分为直接转换式和间接转换式。更具体地讲,包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。

  3.核电池原理

  核电池正是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理所制成的,当放射性物质衰变时,能够释放出带电粒子,如果正确利用的话,能够产生电流;通常不稳定(即具有放射性)的原子核会发生衰变现象,在放射出粒子及能量后可变得较为稳定,然后通过半导体换能器将释放出来的能量转换为可以使用的电能。此前已经有核电池应用于军事或者航空航天领域。

  手机正以超摩尔定律的速度发展着,由单核发展到了现在的8核,屏幕发展到了1080p,内存也由几十MB到现在的2GB。手机中的一切都在更新换代,可唯独手机的电池还在原地踏步,而此前一直在说的燃料电池由于存着种种技术问题,所以也迟迟未能上市。而为了解决续航的问题,许多厂商只能增加手机的厚度,为的是能有更多的空间来摆放电池。而最近网上又在热传核电池,而且据说是20年不断电。

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  核电池名字听起来就够牛逼的了,它究竟是什么玩意,能否成为解决手机续航的终极武器呢?

可能有些人会怀疑,核电这么神秘的东西,怎么可能会做成电池般的大小呢?然而事实却真有这么个玩意,且淘宝上就有买。网上传言的这款电池名为NanoTritium,是一块以氚为原材料的核电池,只有几厘米的大小。不过这款电池的并不便宜,淘宝上的售价为6980元,而且还是二手的。

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  不过这种核电池跟我们通常说的核电池以及好奇号火星车上携带的核电池是不同的。目前所有的核电站,都是采用重元素的裂变反应释放热量,再把热量转换成电能。而网上的这款NanoTritium电池与核电站的原理不同,属于放射性同位素电池,这类电池大致可分为两种,分别是热转换型核电池以及非热转换型电池。其中淘宝上说的这种属于非热转换型电池。这种电池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。 NanoTritium这款核电池就是利用氢的同位素氚,它的原子核由一个质子和两个中子构成。这是一种元素会发生β衰变,放出高速移动的电子(即β射线),同时转变成氦3。这些高速电子射入半导体中就会产生电流。

  由于氚的半衰期长达12.43年,因此这种电池可以在长时间内持续提供电池。但它产生的电流不大,如果真想让核电池为手机供电,那这电池的体积必定会大于手机本身。所以目前核电池只适于那些耗电较低但需要超长时间不间断供电的场合,比如内置医疗设备的供电,以及军事或者太空用途。

  另外大家会担心的这核核电池会否对人体造成危害,其实这种核电池是相当安全的,因为氚的衰变只会产生高速电子,而这样的电子是没能力穿透人体的,采用低Z材料如铝等便能很好的屏蔽,因此它对人体来说是相当安全的,除非你把大量的氚给口服下去或者注入体内。

  不过随着技术的发展说不定在不久的将来,我们真的只需要一个硬币大小的电池,就可以让你的手机不充电使用5000年。


责任编辑:Davia

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