具有独特用途的放射性同位素电池 被引量：8

1

作者 沈天健 梁代骅 +8 位作者 蔡建华 戴志敏 夏汇浩 王建华 孙森 俞国军 王晓 王东兴 刘鑫 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期625-630,共6页

放射性同位素电池是20世纪60年代发展起来的一种新型电源。由于它具有寿命长、工作可靠、对环境适应性强、不需经常维护、结构紧凑、比容量高等优点,因而在空间、陆地海上、海底以及医学领域都有独特的用途。本文分析了热电型放射性同... 放射性同位素电池是20世纪60年代发展起来的一种新型电源。由于它具有寿命长、工作可靠、对环境适应性强、不需经常维护、结构紧凑、比容量高等优点,因而在空间、陆地海上、海底以及医学领域都有独特的用途。本文分析了热电型放射性同位素电池的特点、基本原理、主要构成,介绍了热电型放射性同位素电池在空间地球卫星、月面试验站、外层星际探测以及在地面、海下、医学等方面的广泛应用,并展望了放射性同位素电池在21世纪的发展应用前景。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 热电转换 热源 辐射损伤

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空间放射性同位素电池发展回顾和新世纪应用前景 被引量：37

2

作者 蔡善钰 何舜尧 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期97-104,共8页

迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最... 迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最近动向;综述了美国、俄罗斯和欧洲航天局在21世纪初期(20001/2015)使用RTG的空间和太阳系探索计划,展现了RTG的广阔应用前景。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 放射性同位素温差发电器 热电转换器 空间核电源 热电转换效率

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伏特效应放射性同位素电池的原理和进展 被引量：18

3

作者 邹宇 黄宁康 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期432-437,共6页

本文介绍伏特效应放射性同位素电池的工作原理及电池类型。重点介绍了适用于心脏起搏器、微机电系统(MEMs)等的辐射伏特效应放射性同位素微电池,并对这种电池的应用前景作了展望。

关键词 衰变能 放射性同位素电池 伏特效应

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适用于放射性同位素电池的DC-DC升压与储能方法

4

作者 刘宇 康鹏川 +1 位作者 张晓光 冯伟 《中国高新科技》 2022年第11期69-71,共3页

与传统的电池相比,放射性同位素电池具有稳定性好、超长工作寿命等优点,但对比传统电池的输出电压,放射性同位素电池的输出电压依旧过低,针对放射性同位素电池的低电压输出,需设计一种适用于这种低压能量的DC-DC升压储能装置。首先对放... 与传统的电池相比,放射性同位素电池具有稳定性好、超长工作寿命等优点,但对比传统电池的输出电压,放射性同位素电池的输出电压依旧过低,针对放射性同位素电池的低电压输出,需设计一种适用于这种低压能量的DC-DC升压储能装置。首先对放射性同位素电池进行输出特性分析,使用高精度电源仪器进行仿真输出;其次设计一套基于BQ25570芯片的DC-DC升压电路,将100mV电压提升至3.25V后并进行储能,收集到的能量为微处理器、传感器供能;最后通过无线通信设备把数据传输到上位机显示。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 超长工作寿命 DC-DC升压 储能

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放射性同位素电池的研究及进展 被引量：2

5

作者 郭鹏伟 周剑良 +1 位作者 左国平 欧频 《衡阳师范学院学报》 2011年第6期56-59,共4页

放射性同位素电池在能量密度、体积、寿命等方面有其自身的优势,因而在很多领域得到广泛应用。该文对各类型放射性同位素电池的工作原理、特点、发展情况及其应用等进行了全面介绍,展望了同位素电池的发展前景和方向。

关键词 放射性同位素电池 工作原理 转换效率

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放射性同位素电池用铱合金包壳材料的研究进展

6

作者 谢勇 刘毅 +4 位作者 张健康 罗锡明 王春琴 李强 张国全 《贵金属》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期78-84,共7页

放射性同位素电池(RTG)对包壳材料的高温抗氧化性能有特别的要求,百瓦级以下的包壳材料可以使用Pt-30Rh合金,百瓦级以上的包壳材料需使用工作温度更高的铱合金。本文对铱合金包壳材料中掺杂钨、钍和铝等元素对金相组织结构、高温耐腐蚀... 放射性同位素电池(RTG)对包壳材料的高温抗氧化性能有特别的要求,百瓦级以下的包壳材料可以使用Pt-30Rh合金,百瓦级以上的包壳材料需使用工作温度更高的铱合金。本文对铱合金包壳材料中掺杂钨、钍和铝等元素对金相组织结构、高温耐腐蚀性能和加工性能的影响,概述了高频感应熔炼、电子束熔炼和真空电弧熔炼等加工工艺的发展。 展开更多

关键词 放射性同位素电池(RTG) 包壳材料 铱合金 掺杂机制 加工工艺

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基于MEMS的放射性同位素电池的设计与实现 被引量：2

7

作者 孙磊 苑伟政 乔大勇 《微细加工技术》 EI 2006年第3期32-35,48,共5页

介绍了放射性同位素63Ni同位素微电池(radioisotope micro battery)的工作原理、结构和性能指标,建立了电池电流的计算公式。针对传统同位素微电池的倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构表面积较小的缺陷,设计了一种垂直侧壁方孔阵列... 介绍了放射性同位素63Ni同位素微电池(radioisotope micro battery)的工作原理、结构和性能指标,建立了电池电流的计算公式。针对传统同位素微电池的倒三角直槽型或倒金字塔型能量转换结构表面积较小的缺陷,设计了一种垂直侧壁方孔阵列型的能量转换结构,增大了其表面积,得到最佳结深范围2μm^3μm,最佳掺杂浓度NA=1020/cm3,ND=1017/cm3。在此基础上加工出63Ni同位素微电池,并对其进行测试性能,得到开路电压Voc=127 mV,电流密度JSC=4 nA/mm2,功率密度Pm=0.41 nW/mm2,与设计结果相符。 展开更多

关键词 MEMS 放射性同位素63Ni微电池 垂直侧壁方孔阵列 活度 源密度

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放射性同位素电池的研究进展 被引量：12

8

作者 周毅 张世旭 李公平 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期1831-1845,共15页

放射性同位素电池因其巨大的应用前景而受到学术界与工业界的广泛重视.本文简述了放射性同位素电池的历史背景、发展历程及现存的关键技术瓶颈;简单介绍了放射性同位素电池的基本原理与设计要求,讨论了目前国内外研究的不同换能方式同... 放射性同位素电池因其巨大的应用前景而受到学术界与工业界的广泛重视.本文简述了放射性同位素电池的历史背景、发展历程及现存的关键技术瓶颈;简单介绍了放射性同位素电池的基本原理与设计要求,讨论了目前国内外研究的不同换能方式同位素电池的技术方案,具体介绍了静态型热电式同位素电池、辐射伏特效应同位素电池、动态换能方式同位素电池、压电换能机制同位素电池的实验原理与研究进展;最后,对上述几种技术方案进行了分类总结与对比分析,并结合放射性同位素电池未来发展趋势、发展要求和用于放射性同位素电池燃料的同位素来源,展望了放射性同位素电池未来发展前景与潜在应用. 展开更多

关键词 放射性同位素电池 静态型热电式 辐射伏特效应 动态换能方式 压电换能机制

原文传递

放射性同位素电池 被引量：1

9

作者 周小奋 《物理教学》 2013年第7期79-81,共3页

对深空探测来说,飞船能依靠的只有太阳能与核能。飞船距离太阳越远,阳光越是微弱,太阳能电池板的发电能力就越低;为保证飞行器的能量供应,就需要应用放射性同位素电池（核电池）。这种电池不仅不受光照影响,还能应对真空、极冷、极热、... 对深空探测来说,飞船能依靠的只有太阳能与核能。飞船距离太阳越远,阳光越是微弱,太阳能电池板的发电能力就越低;为保证飞行器的能量供应,就需要应用放射性同位素电池（核电池）。这种电池不仅不受光照影响,还能应对真空、极冷、极热、宇宙辐射等恶劣的外部环境。目前,＂好奇号＂火星越野车已经采用了全核动力,我国的＂嫦娥三号＂也将采用核能保温。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 好奇号 嫦娥三号

原文传递

GaN放射性同位素微电池源的选取

10

作者 郭鹏伟 周剑良 +1 位作者 左国平 欧频 《南华大学学报（自然科学版）》 2011年第4期23-28,共6页

介绍了放射性同位素微电池的工作原理、选择GaN做为微电池能量转换材料的优势及同位素源选择的一些原则.为给GaN微电池找到一种合适的放射源,建立了Monte Carlo模拟计算模型.计算结果分析表明对于GaN放射性同位素微电池来说,最大能量为5... 介绍了放射性同位素微电池的工作原理、选择GaN做为微电池能量转换材料的优势及同位素源选择的一些原则.为给GaN微电池找到一种合适的放射源,建立了Monte Carlo模拟计算模型.计算结果分析表明对于GaN放射性同位素微电池来说,最大能量为50 keV到100 keV区段的纯β放射体做源最为理想. 展开更多

关键词 放射性同位素微电池 GAN MCNPX 能量沉积效率

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辐射伏特效应同位素电池研究进展 被引量：28

11

作者 罗顺忠 王关全 张华明 《同位素》 CAS 2011年第1期1-11,共11页

辐射伏特效应同位素电池(RVIB)以其独特的优势,将在以IC和MEMS为基础的微系统领域发挥重要作用。近年来,关于RVIB的研究主要集中于换能单元的三维结构以及新型半导体材料器件方面,结合驱动源放射性同位素选择的多样性,使能量转换效率和... 辐射伏特效应同位素电池(RVIB)以其独特的优势,将在以IC和MEMS为基础的微系统领域发挥重要作用。近年来,关于RVIB的研究主要集中于换能单元的三维结构以及新型半导体材料器件方面,结合驱动源放射性同位素选择的多样性,使能量转换效率和稳定性等电输出性能得到改善。本文概略介绍了放射性同位素电池(RIB),并针对近年来RVIB研究进展进行了系统综述,对其研究方向和应用前景作了展望。 展开更多

关键词 辐射伏特效应同位素电池(RVIB) 放射性同位素电池(RIB) 换能单元 放射性同位素

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微型同位素电池模型的研制与试验 被引量：1

12

作者 黄汉华 李宣成 +2 位作者 刘洲 李璋 陈勇 《物联网技术》 2016年第4期21-23,共3页

放射性同位素电池具有体积小,寿命长等优点,文中简要介绍了一种功率为17.5 nW级的微型同位素电池模型的设计、结构、装配工艺和性能测试结果。该电池的基础体积在3 cm^3~6 cm^3之间,利用放射性物质产生的高能射线激发荧光物质发光并使... 放射性同位素电池具有体积小,寿命长等优点,文中简要介绍了一种功率为17.5 nW级的微型同位素电池模型的设计、结构、装配工艺和性能测试结果。该电池的基础体积在3 cm^3~6 cm^3之间,利用放射性物质产生的高能射线激发荧光物质发光并使用弱光型光伏板将其转换成电能,测量其输出参数。这种电池制作工艺简单,造价相对较低。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 非硅晶光伏板 弱光效用 光伏板

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一种新型基于MEMS的同位素微电池的研究 被引量：6

13

作者 孙磊 苑伟政 乔大勇 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期434-438,共5页

介绍了同位素微电池的工作原理及结构组成。阐明了其从工作原理上区别于原有的核电池,采用和太阳能电池光生伏特相似的辐生伏特效应。对同位素微电池的工艺作了详尽的介绍。提出了使用垂直侧壁方孔阵列的能量转换结构,相比传统的同尺寸... 介绍了同位素微电池的工作原理及结构组成。阐明了其从工作原理上区别于原有的核电池,采用和太阳能电池光生伏特相似的辐生伏特效应。对同位素微电池的工艺作了详尽的介绍。提出了使用垂直侧壁方孔阵列的能量转换结构,相比传统的同尺寸开口且等深的倒三角直槽型或倒金字塔型的能量转换结构表面积增大了120%以上;引入了电镀区这一新结构,增强了同位素微电池的工作稳定性。 展开更多

关键词 MEMS 放射性同位素微电池 辐生伏特 垂直侧壁方孔阵列 电镀区

原文传递

β辐射伏特效应核电池的研发现状 被引量：6

14

作者 何瑞 陆景彬 +4 位作者 刘玉敏 李潇祎 郑人洲 许旭 王皓迪 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2019年第3期346-352,共7页

近年来,关于β辐射伏特效应核电池的研究主要集中在放射源的选取以及新型半导体材料器件的加工工艺等方面.从能量转换机制、放射源的选择、换能器件材料的选择、电池的输出性能和能量转换效率等方面对β辐射伏特效应核电池进行了讨论和... 近年来,关于β辐射伏特效应核电池的研究主要集中在放射源的选取以及新型半导体材料器件的加工工艺等方面.从能量转换机制、放射源的选择、换能器件材料的选择、电池的输出性能和能量转换效率等方面对β辐射伏特效应核电池进行了讨论和分析.最后对核电池的研究方向和应用前景进行了展望. 展开更多

关键词 放射性同位素电池 β辐射伏特效应 能量转换效率

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俄研发新型镍-63电池 被引量：1

15

作者 伍浩松 赵宏 《国外核新闻》 2020年第11期15-15,共1页

【英国《国际核工程》网站2020年10月15日报道】俄罗斯国家原子能集团(Rosatom)2020年10月14日宣布,俄国家研究型工艺技术大学(MISi S)已成功开发出镍-63放射性同位素电池原型,且其成本远低于其他同类产品。放射性同位素电池的原理是利... 【英国《国际核工程》网站2020年10月15日报道】俄罗斯国家原子能集团(Rosatom)2020年10月14日宣布,俄国家研究型工艺技术大学(MISi S)已成功开发出镍-63放射性同位素电池原型,且其成本远低于其他同类产品。放射性同位素电池的原理是利用放射性同位素在衰变过程中释放的热能发电。电池由两部分组成:半导体转换器和放射性物质。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 放射性物质 衰变过程 国际核工程 研究型 转换器 工艺技术 半导体

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美将大幅提升镅-241产能

16

作者 伍浩松 张焰 《国外核新闻》 2024年第7期20-20,共1页

【美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室网站2024年5月9日报道】美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室(LANL)正在稳步推进放射性同位素镅-241产能提升工作,以帮助美国降低对外国的依赖。镅-241是半衰期为432.6年的α发射体,广泛应用于医学、... 【美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室网站2024年5月9日报道】美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室(LANL)正在稳步推进放射性同位素镅-241产能提升工作,以帮助美国降低对外国的依赖。镅-241是半衰期为432.6年的α发射体,广泛应用于医学、工业、科学研究等领域。此外,美国和英国还在积极研究以镅-241为燃料的放射性同位素电池(又被称为“核电池”)。美国家航空航天局(NASA)2023年7月向相关企业授予了镅-241核电池研究合同(详见2023年第8期相关报道)。 展开更多

关键词 核电池 放射性同位素电池 稳步推进 拉莫斯 镅-241 洛斯 产能提升 科学研究

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英国首次实现利用镅发电 被引量：1

17

作者 伍浩松 戴定 《国外核新闻》 2019年第6期19-19,共1页

【英国国家核实验室网站2019年5月3日报道】英国国家核实验室(NNL)2019年5月3日宣布实现利用镅发电。这是全球首次,是朝着制造运行寿期有望长达400年的镅空间放射性同位素电池目标前进的重要一步。镅是自然界不存在的一种放射性元素,是... 【英国国家核实验室网站2019年5月3日报道】英国国家核实验室(NNL)2019年5月3日宣布实现利用镅发电。这是全球首次,是朝着制造运行寿期有望长达400年的镅空间放射性同位素电池目标前进的重要一步。镅是自然界不存在的一种放射性元素,是钚的衰变产物。国家核实验室领导的一个研究团队从钚中提取了镅,并利用镅衰变产生的热量发电,点亮了一个小灯泡———所有作业均是在国家核实验室位于坎布里亚郡的中央实验室完成的。 展开更多

关键词 放射性同位素电池 电源系统

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粉末冶金法制备Si80Ge20B1.2合金及其热电性能

18

作者 吴福海 武伟名 唐显 《同位素》 CAS 2020年第6期391-397,共7页

放射性同位素电池(Radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中发挥着不可替代的作用。基于硅锗合金制备的温差发电器是RTG的核心部件,硅锗合金的热电性能对RTG的性能有重要影响。硅锗合金的热电性能和其制备工艺、杂质掺... 放射性同位素电池(Radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中发挥着不可替代的作用。基于硅锗合金制备的温差发电器是RTG的核心部件,硅锗合金的热电性能对RTG的性能有重要影响。硅锗合金的热电性能和其制备工艺、杂质掺杂等因素密切相关,因此需要对其制备工艺研究与优化。本文采用熔炼和热压烧结制备了P型Si80Ge20B1.2合金,研究了热压烧结工艺参数(热压温度、热压压力、保温时间)对Si80Ge20B1.2合金密度的影响,对Si80Ge20B1.2合金进行了物相结构分析、微观组织分析,并对其热电性能进行了测试。结果表明:1703 K下熔炼2 h后硅和锗可以形成固溶体,热压烧结工艺参数中,热压温度对Si80Ge20B1.2合金密度影响更为明显;热压温度1523 K、热压压力60 MPa、保温时间为120 min时制备的Si80Ge20B1.2密度为2.99 g/cm3,达到其理论密度的99.7%,XRD和SEM分析表明,其结构致密,硅锗分布均匀;热压烧结制备的Si80Ge20B1.2有较低的热导率,在303 K^1073 K范围内,热导率介于2 W/(m·K)~3.2 W/(m·K)之间;Si80Ge20B1.2在1073 K时具备较佳的热电性能,在该温度下,其功率因子为1.76 mW/(m·K2),ZT值0.86。上述研究结果为RTG中温差发电器的研制提供了参考。 展开更多

关键词 Si80Ge20B1.2 热电性能 粉末冶金 温差发电器 放射性同位素电池

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利用放射性衰变运行的航天器

19

作者 PRACHI PATEL 《科技纵览》 2022年第8期13-13,共1页

2022年5月,在最新的太空核动力计划中,五角大楼国防创新部门(DIU)与位于西雅图的超安全核能公司签订合同,发展其核动力推进概念.该公司正在制造一种足球大小的放射性同位素电池,称为EmberCore.国防创新部门的目标是在2027年将该技术发... 2022年5月,在最新的太空核动力计划中,五角大楼国防创新部门(DIU)与位于西雅图的超安全核能公司签订合同,发展其核动力推进概念.该公司正在制造一种足球大小的放射性同位素电池,称为EmberCore.国防创新部门的目标是在2027年将该技术发射到太空进行展示. 展开更多

关键词 放射性衰变 放射性同位素电池 西雅图 核动力 签订合同 航天器 太空

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欧洲航天局授予英国核实验室镅-241生产合同

20

作者 伍浩松 戴定 《国外核新闻》 2020年第10期13-13,共1页

【英国国家核实验室网站2020年9月28日报道】2020年9月28日,英国国家核实验室(NNL)宣布与欧洲航天局(ESA)签署一份重要合同,继续推进以镅-241为动力源的空间放射性同位素电池研发。这份价值100万欧元的合同将侧重于提供数量更多的镅-241... 【英国国家核实验室网站2020年9月28日报道】2020年9月28日,英国国家核实验室(NNL)宣布与欧洲航天局(ESA)签署一份重要合同,继续推进以镅-241为动力源的空间放射性同位素电池研发。这份价值100万欧元的合同将侧重于提供数量更多的镅-241,以便在德国联合研究中心(JRC)开展芯块制造的测试工作。这份合同是镅-241空间电池技术趋向成熟的关键一步。 展开更多

关键词 欧洲航天局 联合研究中心 放射性同位素电池 电池技术 镅-241 动力源 欧元 实验室

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