我国已经攻克原子能电池,可连续工作30年

veryjie83 收藏 30 16462
导读:放射性同位素电池也被叫做放射性同位素温差发电器或原子能电池。这种温差发电器是由一些性能优异的半导体材料,如碲化铋、碲化铅、锗硅合金和硒族化合物等,把许多材料串联起来组成。另外还得有一个合适的热源和换能器,在热源和换能器之间形成温差才可发电。

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放射性同位素电池的热源是放射性同位素。它们在蜕变过程中会不断以具有热能的射线的形式,向外放出比一般物质大得多的能量。这种很大的能量有两个令人喜爱的特点。一是蜕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、电磁场的影响,因此,核电池以抗干扰性强和工作准确可靠而著称。



另一个特点是蜕变时间很长,这决定了放射性同位素电池可长期使用。放射性同位素电池采用的放射性同位素来主要有锶-90(Sr-90,半衰期为28年)、钚-238(Pu-238,半衰期 89.6年)、钋-210(Po-210半衰期为138.4天)等长半衰期的同位素。将它制成圆柱形电池。燃料放在电池中心,周围用热电元件包覆,放射性同位素发射高能量的α射线,在热电元件中将热量转化成电流。 放射性同位素电池的核心是换能器。目前常用的换能器叫静态热电换能器,它利用热电偶的原理在不同的金属中产生电位差,从而发电。它的优点是可以做得很小,只是效率颇低,热利用率只有10%~20%,大部分热能被浪费掉。放射性同位素电池图在外形上,放射性同位素电池虽有多种形状,但最外部分都由合金制成,起保护电池和散热的作用;次外层是辐射屏蔽层,防止辐射线漏泄出来;第三层就是换能器了,在这里热能被转换成电能;最后是电池的心脏部分,放射性同位素原子在这里不断地发生蜕变并放出热量。




第一个放射性同位素电池是在1959年1月16日由美国人制成的,它重1800克,在280天内可发出11.6度电。在此之后,核电池的发展颇快。 1961年美国发射的第一颗人造卫星“探险者1号”,上面的无线电发报机就是由核电池供电的。1976年,美国的“海盗1号”、“海盗2号”两艘宇宙飞船先后在火星上着陆,在短短5个月中得到的火星情况,比以往人类历史上所积累的全部情况还要多,它们的工作电源也是放射性同位素电池。因为火星表面温度的昼夜差超过100℃,如此巨大的温差,一般化学电池是无法工作的。


大海的深处,也是放射性同位素电池的用武之地。在深海里,太阳能电池根本派不上用场,燃料电池和其他化学电池的使用寿命又太短,所以只得派核电池去了。例如,现在已用它作海底潜艇导航信标,能保证航标每隔几秒钟闪光一次,几十年内可以不换电池。人们还将核电池用作水下监听器的电源,用来监听敌方潜水艇的活动。还有的将核电池用作海底电缆的中继站电源,它既能耐五六千米深海的高压,安全可靠地工作,又少花费成本,令人十分称心。 在医学上,放射性同位素电池已用于心脏起搏器和人工心脏。它们的能源要求精细可靠,以便能放入患者胸腔内长期使用。以前在无法解决能源问题时,人们只能把能源放在体外,但连结体外到体内的管线却成了重要的感染渠道,很是使人头疼。现在可好了,眼下植入人体内的微型核电池以钽铂合金作外壳,内装150毫克钚238,整个电池只有 160克重,体积仅 18立方毫米。它可以连续使用10年以上。原子电池是利用放射性同位素放出的.


本文内容于 2010-7-19 22:45:45 被网络卫士编辑

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