同位素电池实际就是原子能电池
定义:
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。
原理简介
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。
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。
核电池,又叫同位素电池,也叫原子电池,,它是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子,并将其能量转换为电能的装置,也被叫做“放射性同位素温差发电机”。核电池使用寿命长,不需要充电,可以说是电池的终结形式。二、核电池工作原理
1、不同于核弹的裂变原理,核电池用的是衰变原理。
以目前最常用的是钚-238,它在衰变过程中会产生一个α粒子,α粒子受阻减慢时,就会放出热量,根据测算,钚-238在衰变过程的功率密度为0.41w/g,半衰期高达87.7年。
核衰变过程中,产生α粒子和热量
2、能量转换
放射性同位素衰变过程产生的热量要变成电能,还需要一个转换过程,所用的能量转换材料为热电材料, 它也是核电池的重要部件,其功能是将放射性同位素衰变时产生的热能转变为电能,;
3 热电原理
温差热电转换部分是由一些性能优异的半导体材料组成,把这些材料串联起来, P型半导体元件和N 型半导体元件就作为电池的两极。它与周围介质之间的温差通过半导体温差热电元件转变为电势差, 源源不断地发出电来。由于这个现象是德国物理学家塞贝尔发现的,产生的电动势称为温差电动势或者塞贝克电动势。
3、将上述放射性同位素和温差电堆组合在一起,就形成了核电池,放射性同位素提供热源;温差电堆,利用热电效应,把同位素产生的热量转换为电能。
中核科技。中核苏阀科技实业股份有限公司经营范围主营:工业用阀门设计、制造、销售。金属制品、电机厂品的设计、制造、加工、销售。与本企业相关行业的投资、汽车货运。辐照加工、辐照产品及放射性同位素的研究开发应用。