核电池概述及展望

作     者：李潇祎 陆景彬 郑人洲 许旭 王宇 刘玉敏 何瑞 梁磊 LI Xiaoyi;LU Jingbin;ZHENG Renzhou;XU Xu;WANG Yu;LIU Yumin;HE Rui;LIANG Lei

作者机构：吉林大学物理学院长春130012 东华理工大学核科学与工程学院南昌330013 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11405072) 国家重大科学仪器设备开发专项资助(2012YQ24012102) 

出 版 物：《原子核物理评论》 (Nuclear Physics Review)

年 卷 期：2020年第37卷第4期

页      码：875-892页

摘      要：核电池具有能量密度高、工作稳定可靠、无需人工干预等优点,在需要长期稳定供电的场合具有独特优势,其中热转换式核电池(RTG)是技术最为成熟且应用最早的一类,而β辐射伏特效应核电池已有商业化案例。目前,在β辐射伏特效应核电池研究中存在着放射源自吸收效应浪费能量、转化效率低、换能器件辐射损伤严重等问题,而对于一个实际的核电池,由于放射源自身不断衰变的属性,导致源的成分及其活度随着时间而发生变化,最终影响核电池的电学性能,其影响程度需要加以深入研究。本文以时间轴的形式对核电池的发展进行了全面回顾,简要介绍多种主流类型核电池的原理和应用范围;对于β辐射伏特效应核电池,指出放射源的自吸收是其中的关键科学问题。对于使用63Ni和TiT2放射源的核电池,给出了其电学性能随时间变化的规律;指出对于某一特定结构的β辐射伏特效应核电池设计,在前期的模拟优化环节中,精细计算是至关重要的;最后提出了将放射源与换能材料相结合、使用含有较重同位素的换能器件的设想,这些设想有利于解决放射源自吸收问题、提高核电池输出功率和减轻辐射损伤的影响。

主 题 词：核电池 放射源 辐射伏特效应 自吸收 辐射损伤 电学性能 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11804/NuclPhysRev.37.2019066

馆 藏 号：203102489...