[讨论活动]低功率、长寿命的核电池能干什么?
玄明2008/03/19极客DIY IP:内蒙古

什么是核电池?它有什么特点?

“核电池”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。

核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,这决定了核电池可长期使用。核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。

核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,目前热利用率只有10%~20%,大部分热能被浪费掉。

在外形上,核电池虽有多种形状,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,防止辐射线泄漏出来;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。

第一个核电池是在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核电池。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,也是核电池的用武之地。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,核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。

关于核电池的详细资料可以去下面的地址了解:

什么是核电池?它有什么特点?
http://bbs.kechuang.org/XXXXXXXXXXp?boardid=88&id=606&star=1#18174

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下面,请大家开始奇思妙想!设想一下这种电池适合哪些应用?怎么使用可以使其发挥更大的效率?由此可以衍生什么好玩的新创意?……说的好、说的多的有金币奖励哦!

2008/05/17-PS:因为论坛改版的缘故,原有的金币目前似乎已经不存在了……对于新的奖励体系我暂时也没有成型的想法,所以这次得奖励额度可能不太合理,在此向大家致歉!恳请大家能提出宝贵意见继续完善奖励方式。同时也希望大家能继续关注本论坛今后的活动!谢谢支持!
来自:综合交流区 / 极客DIY
21
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~~空空如也
NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29223

核电池往往利用在无人值守,长期处于劣态环境中的工作系统

但核电池也是非常非常清洁的能源(只要不泄露),而且核电池的原理是利用强放射性物质的

放射能和自发的热能产电,这可以使核电站每年产生的大量无法处理的高危核废料得到新的利用

核电池不外排任何有毒有害气体,不遗留有毒有害液体。。。。不会爆炸,不会起火。。

只要密封得好(信任现在的技术),可以说是绝对无污染。。。。

只要功率能够大。,核电池汽车,核电池电脑,核电池手表,核电池超长时间照明系统,轮船(这个可以用超小型核反应堆,那又是一项技术了)这些都可以实现

+10
科创币
玄明
2008-03-19
感谢您提供的设想
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NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29224
金币没学术分有用。。。。请无视
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玄明作者
16年3个月前 IP:未同步
29225
学术分没学术有用……继续努力吧
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玄明作者
16年3个月前 IP:未同步
29226
看来大部分同学对金币的了解还不多,那么在这里我就简单介绍一下。学术分大家都知道了,有了足够的学术分可以查看限制版面、主题,下载论坛资料时可以有更多的带宽等特权,但也仅此而已。金币表面上看来似乎没什么用,但如果你把它看成是一个装饰品,那么你就错了!打开论坛主页后,在页面最上方可以看到有“道具”按钮,点击进入后可以看到里面有一大堆各式各样的道具!如发帖后可删除自已所发的帖子、可发表特殊效果的标题、可解除单帖屏蔽、可查看会员金币、点券和道具等保密信息、可对用户的金币执行一定比例的税收、可将更改自已在论坛的用户名、可发送论坛短消息给所有在线用户……如果你有了足够数量的金币,甚至可以拥有很多斑竹才有的权限!目前论坛的奖励制度大多数只是针对学术分来进行的,金币奖励的很少。所以希望大家本着“先富起来一部分人”的原则,奋勇向钱,勤劳致富!
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lemoncap
16年3个月前 IP:未同步
29227
哈哈,本人搞过这个东西。用处多了,但普通欧美人一般谈核色变,所以没有流行起来。换能器种类很多,并不限于热电转换。
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我说要有光
16年3个月前 IP:未同步
29228
低功率、长寿命 这种特点好象用在手机之类的通讯设备上合适
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NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29229
6楼做什么的??怎么搞过这方面的东西呢?
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lemoncap
16年3个月前 IP:未同步
29230
哈哈,核工程。
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NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29231

那么LS加我QQ,很想认识下你

269877607

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lemoncap
16年3个月前 IP:未同步
29232
我不爱QQ, 用论坛短消息即可,请查收。
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NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29233
可以邮件联系您吧?
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lemoncap
16年3个月前 IP:未同步
29234
回复:(NGC224)可以邮件联系您吧?

想上一文章,不想可能因为太大,上不了,只好发到你EMAIL,注意查收。

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NGC224
16年3个月前 IP:未同步
29235
谢谢
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1211
16年2个月前 IP:未同步
29236
以下是引用玄明在2008-3-21 14:32:17的发言:
奋勇向钱,勤劳致富!

是“勤捞致富”

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愚者千虑
16年2个月前 IP:未同步
29237
通过串并联,可用作潜艇的水下动力

+2
科创币
玄明
2008-03-29
希望能详细说明
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lemoncap
16年2个月前 IP:未同步
29238
对。苏联以前用堆+热离子转换可到上千千瓦,不过用于卫星。
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NGC224
16年2个月前 IP:未同步
29239
LS,小型堆的热力转换我也想到了,但是,额,貌似利用普通热电偶效率是不是太低了点
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lemoncap
16年2个月前 IP:未同步
29240
的确。
一般地说,用于同位素发电时
1)小型(〈1瓦)半导体热电转换效率小于 1%
2)大点的半导体热电转换效率~ 5%
3)大型热离子转换接近10%
4)热动力转换20%
至于普通金属热电偶嘛,小于0.1%。

[em05]
+5
科创币
玄明
2008-03-30
感谢您提供的资料
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NGC224
16年2个月前 IP:未同步
29241

至于普通金属热电偶嘛,小于0.1%。

。。。。疯都疯了。。。我看只有重新设计新的转换器。

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五毒散
16年2个月前 IP:未同步
29242

用在超长航时的航空器上,比如侦察、通讯等无人飞机上,不管阴晴雨雪白天黑夜,甚至极夜也不会掉下来,如果不发生其它故障的话,电池的工作时间就是无人机的飞行时间,比如89年,哇卡卡~~~~

只是,可惜这玩意是一次性的,不能\"充电\"啊,只能换放射源,换下来的还是重污染源,因此大规模用在手机、汽车等产品上还是不合理的....

+10
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玄明
2008-03-31
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NGC224
16年2个月前 IP:未同步
29243
要的就是不给它充电。。。。
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