秘境丨 核能电池(核动力电池)
2023年04月03日丨佚名丨分类: 秘境大家好,今天来为大家解答关于核能电池这个问题的知识,还有对于核动力电池也是一样,很多人还不知道是什么意思,今天就让我来为大家分享这个问题,现在让我们一起来看看吧!
1“核电池”要来了?寿命高达90年还不用充电,是噱头还是事实?
关于核电池的使用寿命可以达到90年这一说法,很多网友认为这都是不切实际的。但是这种电池在现实中是真实有的。
核电池是一种放射性同位素温差电池,而核电站是通过裂变原理产生热能再使发动机转动,整个过程能量的转化表现为核能转化为内能,内能转化为机械能,机械能转化为电能。相比之下,核电池只是放射性同位素衰变时产生的热能直接转化成电能就可以直接使用。
根据目前资料来看,这种电池是存在的。在很多年前,美国发射的火星探测器在火星上实验的时候就有使用过该电池。通过使用这种电池使太阳能电池板能够不受火星沙土的影响从而提供足够的电量。
核电池的应用:
海事应用:
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,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。
医学应用:
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。
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立方厘米。它可以连续使用10年以上。
2核电池的优缺点
1、优点:核电池在衰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、电磁场等的影响。
核电池提供电能的同位素工作时间非常长,甚至可能达到5000年。
2、缺点:有放射性污染,必须妥善防护;而且一旦电池装成后,不管是否使用,随着放射性源的衰变,电性能都要衰降。
3能用核能做手机电池吗?
你好,可以的。只是造价太高,寿命一般20年,比手机使用寿命长太多了。\x0d\x0a核电池的概念早在上个世纪初便被提出,核电池并不是如字面意思上利用通常人们概念中的核反应(核裂变)生电,而是利用放射性同位素的衰变来产生能量。NanoTritium属于核电池中的非热转换型核电池,通过利用氢的放射性同位素氚的β衰变发射出的β粒子(高能电子)直接产生电流而发电。\x0d\x0a一个典型的非热转换型核电池的结构示意图和样品如图所示:\x0d\x0a\x0d\x0a包括一个放射源层(放射性同位素,常用的为氚),以及一个捕获层(半导体材料,常见的为p-n结二极管)。核电池工作原理如下图所示:\x0d\x0a\x0d\x0a氚在β衰变中,原子核内一个中子转变为一个质子,同时释放一个电子,即β粒子。氚放出的高能电子束在穿过窗口通道后进入捕获层,在通过p-n结的有效区域期间,半导体材料内部电子将被β粒子激发到激发态,形成电子-空穴对,由于p-n结内部的内建电场作用,电子和空穴将被分离到p-n结两端,从而形成宏观电压。如果在p-n结两段形成回路的话就产生了电流。\x0d\x0a由于这个机制类似于光生伏特效应(Photovoltaic),所以才用β衰变作为能量源的核电池也被称为贝塔伏特电池(Betavoltaic)。\x0d\x0a\x0d\x0a目前比较成熟的非热转换型核电池技术可以达到6%到8%的能量转化效率,而氚电池最高的能量转化效率是2005年W. Sun做出的10%。核电池的能量损失主要集中在以下几方面:\x0d\x0a1. 直接损失:放射性同位素向各个方向发射β粒子,但捕获层只能在一个有限范围内捕获电子\x0d\x0a2. 自吸收:同位素材料层由于自身厚度的原因将自己发出的β粒子吸收,所以同位素层要做的很薄\x0d\x0a3. 介质损失:β粒子在到达捕获层之前穿过介质时发生散射和中和,所以有些采用真空作为介质层\x0d\x0a3. 背散射:这是限制核电池能量转化效率的主要因素,β粒子穿过半导体捕获层时在电极和半导体材料死区中的损失
OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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