好用的特殊电源——同位素电池

日期: 2024-05-26 10:11:32|浏览: 78|编号: 69559

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好用的特殊电源——同位素电池

#同位素#

危险又好用的同位素电池专用电源!

电池是近百年来最重要的发明之一,目前人们没有电就无法行动,提供电的方式有很多种,其中最大的一种叫电网,大电网的总容量往往高达千万千瓦,可以保证特大城市、省级单位乃至一个中等国家的全部用电。中小型电网可以保证独立船舶的全部用电,它的总容量通常为几万到几千千瓦。陆地上的机动车也有自己独立的电网,容量为几千到几百千瓦,已经不算是电网了。还有一些较小的独立电力系统,比如现在几乎人人都有的手机,它的电力需要由专门的电池来提供。从过去的镍锌电池到现在流行的锂电池。电池可以为独立的小电力系统提供持续的电力。电池也可以分为一次性电池和充电电池。虽然现代电池有多种形式。

但大多数人的寿命有限。一般一次性化学电池正常使用能维持几个月的使用寿命,最多也就1到2年;手机电池虽然可以充电一千次,但也只能用四五年。而充电几千次,使用寿命4-5年,对大多数小型民用移动电器来说,基本够用了。但太空中的卫星、探测器寿命就不够长了,现代大多数先进卫星的使用寿命基本都定在20年以上,有些飞入太空的探测器,一开始的寿命甚至就有40到50年。目前所有常规电池都无法达到这么长的使用寿命。再加上在火星到木星轨道以外的深空,太阳能已经非常微弱,在地球附近长期使用,反复发电充电的太阳能光伏系统和充电电池已经无法再使用。于是就出现了同位素电池。“放射性同位素电池”简称同位素电池。 其基本原理是将放射性同位素的衰变能转化为电能。

能把放射性同位素衰变能转换成电能的技术方法有十几种。最常用的是放射性热电发电机(简称RTG);此外还有“放射性伏打效应”、“衰变耦合磁共振”、“往复振荡环”、“热发射”等。它一出现就用于为航天设备供电,具有减轻启动重量、保证设备长年连续工作等优点。放射性同位素电池的热源是放射性同位素,在衰变过程中,不断以具有热能的射线形式发射能量。放射性同位素电池所用的放射性同位素主要有锶90,半衰期为28年;钚238,半衰期为89.6年。同位素置于电池中央,四周为热电元件,放射性同位素发射高能α-X射线,将热电元件中的热量转换成电能。 从上述常用放射性同位素的半衰期来看,其半衰期从28年到近90年不等。因此瀚海狼山(匈奴狼山)认为,同位素电池基本可以保证30年甚至60年的长期稳定供电。

而且不受外界温度和环境的影响,不需要外接电源,所以使用起来非常方便。但是缺点也是很明显的,毕竟那里有高放射性物质,各地的人们都害怕它们,美国、苏联早期卫星的放射性电池与卫星残骸相撞,就曾引起恐慌,所以后来同位素电池只用于没有返回的深海探测器,而近地航天器还是用太阳能电池板,基本没有放射性来发电。同位素电池还有一个缺点就是发电能力很弱,只能提供几瓦到百瓦的功率,无法和压水堆等几万到几百万千瓦的高性能核心电流型号相比,所以它的应用范围比较有限。

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