俄羅斯學者研發的核電池為衛星供電

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托姆斯克的學者們將借助核反應堆為俄羅斯首批核動力源製造同位素。俄羅斯原子能國家集團的下屬企業礦山化學綜合體擬生產此類電池。這一項目的實施將有助於建造新一代獨立無線電電子技術和醫療器械。目前研究已經通過科學研究和試驗設計工作階段。

這種同位素不穩定,是一種放射能量不大但半衰期相對大的純β-放射體。在這種同位素的基礎上,礦山化學綜合體將製造出所謂的核電池,學者們承諾,核電池的服役期為50年。

核電池對傳統化學電池的主要優勢是:型號小,質量小,這降低了生產單位的費用,其中包括裝置的原始材料的費用,而原始材料的電源是核電池。鋰電池的重量是14.5克,鎳電池的重量是0.26克;鋰電池的尺寸是7.9立方釐米,鎳電池的尺寸是0.08立方釐米。核電池的極大優勢是它在極端氣溫和振動條件下也照常工作。

托姆斯克理工大學技術物理系主任伊戈爾•沙馬寧指出,“為確保為航天衛星供應能量,需要類似的獨立電源。現在為航天衛星提供電源的是體積龐大的太陽能電池。太陽能電池變化無常,經不起隕石雨的打擊。而核電池則非常緊湊,在50年內都可以供電,不管衛星處在陰影處與否,都可以運轉”。

按照公開來源提供的數據,2020年世界上將使用180億個傳感器,它們要求低能耗獨立供電,市場總需求估計在每年90億美元。

這類獨立電源的使用方案包括:醫學(心臟起搏器、仿生、聽力與視力植入片、整形外科);工業生產和基礎設施(結構和管道完整性監控系統,閥門狀況監控系統、溫度和壓力傳感器);武器與裝備(監測軍人狀況、跟蹤裝置);通信技術(便攜設備饋電系統、電腦一體化系統)。

托姆斯克學者們發明的電池是安全的。鎳是一種熔點高、可塑性強的惰性金屬。在電池受損的情況下不會發生不可控放射源向周圍環境洩露的事故,也不會發生其它危險後果。

根據核領域專家提供的信息,國外迄今仍沒有類似技術。鎳-63是2004年在美國康奈爾大學提取的。借助微機電系統(MEMS)工藝發明瞭β伏打電池,這種電池基於鎳-63放射性核素,能夠使用50多年。試驗樣件呈立方體,側翼小於1毫米。托姆斯克國立大學的研發成果可能對它構成競爭。

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