核能电池(中国首款核能电池)
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本文目录一览:
- 1、能用核能做手机电池吗?
- 2、核电池的优缺点
- 3、核电池原理是什么?
- 4、核动力电池是真的吗
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谨谨个世纪初便被提出,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,键晌纤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)直接稿仿产生电流而发电。\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
核电池的优缺点
1、优点:核电池在衰变时放出的能量大小禅岁隐、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。
核电池提贺厅供电能的同位素工作时间非常长,甚至雀汪可能达到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。
核电池原理是什么?
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辩物的热量要变成电能,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,就形携铅液成了核电池,放射性同位素提供热源;温差电堆,利激搜用热电效应,把同位素产生的热量转换为电能。
核动力电池是真的吗
核电池是真实存在的。
而且它的使用皮戚时间可以达到90年,而且还不用充电,核电池的工作原理在核电站是基本上差不多的,主要利用核物质的发电原理和反应堆敏侍对热能自行加热然后一起桥握吵,最后转化为电能。不过这样的电池听起来效果不错。如果能够放在能源车上,确实也是一项突破性的技术。
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