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高三通用技术 核电池素材

时间:2018-11-04 11:30   作者:admin   来源:未知   阅读:  
内容摘要:高三通用技术 核电池素材_其它课程_高中教育_教育专区。核电池 I. 超薄核电池 核能电池通常被应用在军事或航空航天技术上, 不过通常体积较大。 现在美国密苏里大学的 研究小组对外宣称,外观仅有硬币大小,使用寿命可达普通电池 100 万倍的微型核电池 核电

  高三通用技术 核电池素材_其它课程_高中教育_教育专区。核电池 I. 超薄核电池 核能电池通常被应用在军事或航空航天技术上, 不过通常体积较大。 现在美国密苏里大学的 研究小组对外宣称,外观仅有硬币大小,使用寿命可达普通电池 100 万倍的微型“核电池”

  核电池 I. 超薄核电池 核能电池通常被应用在军事或航空航天技术上, 不过通常体积较大。 现在美国密苏里大学的 研究小组对外宣称,外观仅有硬币大小,使用寿命可达普通电池 100 万倍的微型“核电池” 已经被研发出来。 核电池原型 据悉, 他们通过利用微型和纳米级系统开发出了一种超微型电源设备, 这种设备通过放射性 物质的衰变,释放出带电粒子,从而获得持续电流。 该研究小组称,虽然在很久之前核电池就已经应用在航天领域,但是在因为大小的限制,在 地球上核电池的应用还很少。 大多数核电池通过固态半导体截获带电粒子, 因为粒子的能量 非常高所以半导体随着时间的推移将受到损伤, 为了能让电池长期使用, 核电池被制造的非 常大。 该团队开发出的微型“核电池”使用某种液态半导体, 在带电粒子通过时并不会对半导体造成 损伤,所以他们得以进一步小型化电池。负责该项目的 Jae 博士称,虽然人们总是闻“核” 色变, 但实际上核动力能源早就被应用在例如心脏起搏器、 太空卫星和海底设备等多种安全 供电项目上。 核电池开发者 Jae Kwon 和 J.David Robertson 爱心 用心 专心 1 II. 核电池简介 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。 核电池已成功地用作航天器的电源、 心 脏起搏器电源和一些特殊军事用途。 一般核电池在外形上与普通干电池相似, 呈圆柱形。 在圆柱的中心密封有放射性同位素源, 其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。 换能器 的外层为防辐射的屏蔽层,最外面一层是金属筒外壳。 III.核电池优缺点 优点 核电池在衰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 磁场等的影响。核电池提供电能的同位素工作时间非常长,甚至可能达到 5000 年。 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。 核电池类型 核电池可分为高电压型和低电压型两种类型。 高电压型核电池以含有 β 射线 或氚)的物质制成发射极,周围用涂有薄碳层的 镍制成收集电极,中间是真空或固体介质。以氚为放射源的试验电池,直径为 9.5 毫米,长 度为 13.5 毫米,电压 500 伏时电流为 160 皮安,12 年衰降 50%(若用锶-90,25 年衰 降 50%)。 IV. 相关应用 心脏搏动调节装置 人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚-238。 航天技术中的应用 在太空中邀游的卫星,它对电源的要求特别严格,既要重量轻、体积小,能经受强烈的 振动,而且还要求使用寿命长。因此,国外在 70 年代初期相继发射的几个木星探测器上, 都装有用氧化钚和钼制做的高性能核电池。后来发射的火星探测器,也装有类似的核电池。 在气象卫星雨云号上也安装了放射性同位素电池。这种气象卫星环绕地球周围的轨道飞 行,可以用来拍摄云图,或者对大气层和地球表面的地形进行勘察和调查。 在探查木星的卫星——先驱号上面装置了四个 30 瓦的放射性同位素电池。 1976 年,火星的卫星飞船“海盗号”在火星表面成功地进行了无人着陆,在这个卫星船 爱心 用心 专心 2 上也安置了两个 35 瓦的放射性同位素电池。 1969 年 7 月 21 日,人类第一次成功地登上月球,使用的是阿波罗 11 号飞船。在阿波 罗 11 号飞船上,安装了两个放射性同位素装置,其热功率为 15 瓦,用的燃料为钚-238。 但是,阿波罗 11 号上的放射性同位素装置是供飞船在月面上过夜时取暖用的,也就是说它 仅仅用于提供热源。所以,该装置又叫做 ALRH(Apolo Lunar RI Heater)装置,意思 是阿波罗在月球上用的放射性同位素发热器。 但是, 在后来发射的用于探索月面的阿波罗宇 宙飞船上,安装的放射性同位素装置全部是为了发电用的。这就是 SNAP-27A 装置。它 用的燃料是钚-238,设计的电输出功率为 63.5 瓦,整个装置重量为 31 千克,设计寿命 为一年。主要是用于阿波罗月面探查的一系列科学实验。 在阿波罗 12 号飞船上首次装 载的放射性同位素电池——SNAP-27A 装置,其寿命远远超过设计时考虑的一年,并能连 续供给 70 瓦以上的电力,完全符合预期的设计要求。由于这一实验获得成功.后来在 197 0 年发射的阿波罗 14 号以及随后的阿彼罗 15 号、16 号、17 号等飞船上都相继安装了 S NAP-27A 装置。 水下的应用 在深海里,太阳能电池派不上用场,其他如燃料电池和化学电池的使用寿命又太短,因 此现在已将核电池用作水下和海底电缆的中继站的电源, 用来监听敌潜水艇的活动和 通讯。 爱心 用心 专心 3


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