请问有没有核能光伏技术?我能在哪里找到它?
核电池又称“放射性同位素电池”,是通过半导体换能器将同位素连续释放的热能与辐射的热能转换成电能制成的。核电池已被成功地用作航天器、心脏起搏器和一些特殊军事用途的电源。
目录
简介
原则
外观结构
优点和缺点
劣势
类型
使用心跳调节装置
卫星
水下监视器和海底电缆中继站。
阿波罗(宇宙飞船)
发展
目的
事故简介
原则
外观结构
优点和缺点
劣势
类型
使用心跳调节装置
卫星
水下监视器和海底电缆中继站。
阿波罗(宇宙飞船)
发展
目的
对这一段事故部署的介绍编辑
2009年6月10日,据BBC网站报道,研究人员成功研制出一枚硬币大小的“核电池”,通过同位素衰变发电。研究成果发表在最新一期《应用物理杂志》等科学期刊上。
编辑本段的原则
据了解,当放射性物质衰变时,可以释放出带电粒子,如果使用正确,可以产生电流。通常不稳定的(放射性)原子核在发射出粒子和能量后会衰变,变得更加稳定。核电池是利用放射性物质衰变时会释放能量的原理制成的。核电池以前也曾用于军事或航天领域,但往往体积较大。小型核电池
过去电池研发的一大难点是,为了提高性能,电池的尺寸往往比产品本身要大。美国密苏里大学计算机工程教授全在万领导的研究团队成功将“核电池”瘦身,研发出体积小但功率强的“核电池”。而全在万教授研发的核电池,体积仅略大于1美分硬币(直径1.95厘米,厚度1.55毫米),但功率却是普通化学电池的1万倍。密苏里大学的研究团队表示,开发小型核电池的目的是为微机电系统或纳米机电系统找到合适的能源。如何为微纳机电系统寻找足够小的能量源器件,是微器件研究领域的一个热点。核电池的另一个吸引力是,提供电能的同位素工作时间非常长,甚至可能达到5000年。想象一下,在不久的将来,你只需要一个硬币大小的电池,你的手机可以不充电使用5000年。全在万教授领导的研究小组也实现了电池用芯片的改革。使用核电池时发出的放射性能量可能会破坏电池内部的固体芯片结构,但装载后使用液体芯片最大限度地克服了这一问题。
编辑此段落的外观结构
一般的核电池在外观上和普通干电池差不多,都是圆柱形的。放射性同位素源密封在圆筒中心,热离子换能器或热电偶换能器设置在外部。换能器的外层是防辐射屏蔽层,最外层是金属圆柱壳。
编辑这一段的优缺点
优势
核电池衰变时释放能量的大小和速度不受外界环境中温度、化学反应、压力和电磁场的影响。核电池供电的同位素工作时间非常长,甚至可能达到5000年。
劣势
放射性污染必须得到妥善保护;而且电池一旦装上,不管用不用,随着放射源的衰变,电气性能都会下降。
编辑此段落类型
核电池可分为高压型和低压型两种。高压核电池是由一种含有β射线源(锶-90或氚)的物质制成,镍的周围涂有一层薄碳层,中间是真空或固体介质。以氚为放射源的试验电池直径为9.5 mm,长度为13.5 mm,500伏时电流为160皮安,12年下降50%(如果用锶-90,25年下降50%)。低压核电池可分为三种:热电堆型、气体电离型和荧光-光电型。热电堆的原理与以放射性同位素为热源的热电发生器相同,所以也叫同位素热电发生器。气体电离型核电池是利用放射源将两种不同功函数的电极材料之间的气体电离,然后在两极收集载流子获得电能。这种电池功率较高。荧光-光电核电池是利用放射性同位素衰变产生的辐射激发荧光物质发光,然后利用光电转换板(太阳能电池板)将荧光转化为电能。这种电池效率低。
编辑此段落以使用
心跳调节装置
用于人造心脏放射性同位素能源的燃料是钚-238。
卫星
受邀遨游太空的卫星对电源的要求非常严格,要求重量轻、体积小、能承受强烈振动、寿命长。所以国外70年代初发射的几个木星探测器,都配备了由氧化钚和钼制成的高性能核电池。后来发射的火星探测器也配备了类似的核电池。卫星
放射性同位素电池也安装在气象卫星余云上。这颗气象卫星环绕地球运行,可用于拍摄云图或勘测和研究大气和地球表面的地形。探索木星的卫星先锋号上安装了四个30瓦的放射性同位素电池。1976年,火星卫星船维京号成功登陆火星表面,在这艘卫星船上还放置了两个35瓦的放射性同位素电池。
水下监视器和海底电缆中继站。
在深海,太阳能电池是没用的,其他的如燃料电池、化学电池寿命都太短。因此,核电池已被用作水下监视器和海底电缆中继站的电源,以监视敌方潜艇的活动和通信。
阿波罗(宇宙飞船)
969年7月21,65438,人类首次成功登上月球,使用的是阿波罗11飞船。在阿波罗11飞船上,安装了两个放射性同位素装置,其热功率为15瓦,使用的燃料为钚-238。而阿波罗11上的放射性同位素装置是用于飞船在月球表面过夜时加热的,也就是说,它只是用来提供热源的。因此,该装置也被称为ALRH (Apollo Lunar Riheater)装置,意为阿波罗在月球上使用的放射性同位素加热器。然而,在后来发射的探索月球表面的阿波罗飞船上,所有的放射性同位素装置都被安装用于发电。这是SNAP-27A装置。它使用的燃料是钚-238,设计功率输出为63.5瓦,整个装置的重量为31公斤,设计寿命为一年。主要是为阿波罗探月做一系列科学实验。Snap-27a装置,首次装载在阿波罗12飞船上的放射性同位素电池,其寿命远远超过了设计中考虑的一年,可以持续供应70瓦以上的功率,完全满足预期的设计要求。因为这次实验的成功,SNAP-27A装置被安装在1970年发射的阿波罗14上,以及随后的阿波罗15、阿波罗16、阿波罗17等航天器上。
编辑此段落发展
虽然小型核电池在航天领域已经使用了很长时间,但由于尺寸限制,在地球上很少使用。大多数核电池通过固态半导体拦截带电粒子。由于粒子的能力非常高,随着时间的推移,半导体会被损坏。为了使电池长时间使用,核电池被做得非常大。但是随着科技的发展。2009年6月5438+10月,美国密苏里大学的研究团队宣布,已经研制出一种外观只有硬币大小(直径1.95cm,厚度1.55mm),使用寿命是普通电池1万倍的微型“核电池”。
编辑此段落的目的
为微机电系统或纳米机电系统寻找合适的能源。
编辑此事故
在冷战期间,美国政府经常制造可以持续几十年的钚卡西尼探测器。
多年来,人们建造了数十个核电池来驱动卫星、行星探测器和间谍设备,但也出现了事故,释放出有害物质,危害整个世界。1964年,某导航卫星运载火箭发生故障,导致卫星上的钚核电池爆炸,释放的放射性物质散落全球,引起了人们对钚应用的关注。1965年,一群在喜马拉雅山的美国情报小组在一场暴风雪中丢失了一个钚动力装置,用来监视中国。1968年,一颗脱离轨道的气象卫星坠入太平洋。幸运的是,联邦调查人员在加州找到了一个完整的核电池。1997年,当美国国家航空航天局准备发射卡西尼土星探测器时,数百名示威者抗议,指出一旦发生事故,探测器的核电池将有机会爆炸,最终导致数千人死于癌症。当局专家现在指出,最新的钚核电池可以防止破裂,并将对人类造成伤害的机会降低到非常低的水平。