核电池现状及发展前景.ppt

4.1 .航天领域的应用 实施空间探索用航天器需要安装多种多样的科学器以及电子、照相、通讯等精密装置,对电源的要求非常高,除了功率必须满足要求外,还要求体积小、重量轻和寿命长,能适应宇航中的各种苛刻环境。而核电池则可满足各种航天器长期、安全、可靠的供电要求,被普遍看好并广泛应用,成为迄今为止航天器仪器、设备最理想的电源。 4.核电池应用及前景 4.2 航海、航空导航等领域的应用 海洋深处也是核电池的用武之地。一些海底设施,如海下声纳、各种海下科学仪器、海底油井阀门的开关、海底电缆的中继站等需要保证长寿命能源,通常的太阳能电池、燃料电池和其他化学电池很难胜任,只能使用核电池。在军事上,核电池用于海底潜艇导航信标,能保证航标每隔几秒钟闪光一次,而且几十年内不换电池。核电池作为水下监听器(监听敌方潜水艇的活动)的电源,安全可靠、成本低、结构简单。 4.3 在医学领域的应用 在医学上,长寿命核电池已广泛用于心脏起搏器,全世界已有成千上万的心脏病患者被植入核电池驱动的心脏起搏器,使他们重获新生。现在植 入人体内的微型核电池体积仅18立方毫米,比1节2号电池 还小,重量仅100多克,150毫克238Pu作核电池的放射源可 连续使用10年以上。如换用产生同样功率的化学电池,要 保证同样的使用寿命,其重量几乎与成人的体重相当。心 脏起搏器用的核电池重量仅 40 克,体积很小,寿命可达十 年。病人免除了经常做开胸手术的痛苦。 4.4 在微型电动机械中的应用 最近,有报道称微型核电池技术已被成功引入手机制造领域,一旦投产,手机可终身免充电。也有科学家大胆提出在电动汽车上使用核电池的设想,或许不远的将来,电动汽车上将使用长期工作不需维修、高效、大功率、小体积、低成本的核电池。随着核电池安全、效能和成本等问题的解决和技术的不断成熟,其应用领域必然会更加广阔。 4.5 其他方面 例如偏僻边远地区,导航设施,通讯中继站,森林的火灾报警器,极地气象站,导航浮标等。 关注： （1）提高热电转换效率一直是空 间同位素电池追求的目标。 （2）保证核电源在空间使用的安 全性和可靠性。 前景： 鉴于近几年来国际上对能源环境的关注,各国也在能源领域积极开展研究。未来核电池朝着更安全可靠、寿命更长、重量更轻、成本降低、能量转换效率更高和功率范围更大的方向发展。相应地,随着核电池安全、效能和成本等问题的解决,其应用领域也会更广。 核电池 报告人：*** 目 录 1.概述 2.历史背景 3.分类 4.核电池应用及前景 1.1 定义 核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。 重的原子核在分裂为两块或更多块的同时,也会放出很多能量,称为裂变能,原子弹、核电站都是利用裂变能的成功例子;很轻的两个原子核聚合成一个较重的原子核,放出的能量更大,称为聚变能,氢弹、太阳高温就是利用的聚变能。但核电池既不利用裂变能、又不利用高温高压下的聚变能,它是利用射线能量来发电的 左图是放射性同位素电池结构。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。 1.2 原理 放射性同位素电池的热源是放射性同位素。当放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子，如果正确利用的话，能够产生电流。通常不稳定(即具有放射性)的原子核会发生衰变现象，在放射出粒子及能量后可变得较为稳定。核电池正是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理所制成的。