美国CityLab公司氚核电池NanoTritium简介
2016-02-15 11:57:18 来源：冷聚变世界评论：0 点击：

核电池的概念早在上个世纪初便被提出，核电池并不是如字面意思上利用通常人们概念中的核反应（核裂变）生电，而是利用放射性同位素的衰变来产生能量。

NanoTritium核电池外观

　　氚在β衰变中，原子核内一个中子转变为一个质子，同时释放一个电子，即β粒子。氚放出的高能电子束在穿过窗口通道后进入捕获层，在通过p-n结的有效区域期间，半导体材料内部电子将被β粒子激发到激发态，形成电子-空穴对，由于p-n结内部的内建电场作用，电子和空穴将被分离到p-n结两端，从而形成宏观电压。如果在p-n结两段形成回路的话就产生了电流。

　　由于这个机制类似于光生伏特效应（Photovoltaic），所以才用β衰变作为能量源的核电池也被称为贝塔伏特电池（Betavoltaic）。目前比较成熟的非热转换型核电池技术可以达到6%到8%的能量转化效率，而氚电池最高的能量转化效率是2005年W. Sun做出的10%。核电池的能量损失主要集中在以下几方面：

　　1. 直接损失：放射性同位素向各个方向发射β粒子，但捕获层只能在一个有限范围内捕获电子。

　　2. 自吸收：同位素材料层由于自身厚度的原因将自己发出的β粒子吸收，所以同位素层要做的很薄。

　　3. 介质损失：β粒子在到达捕获层之前穿过介质时发生散射和中和，所以有些采用真空作为介质层。

　　4. 背散射：这是限制核电池能量转化效率的主要因素，β粒子穿过半导体捕获层时在电极和半导体材料死区中的损失。

NanoTritium通过利同位素氚衰变释放的β粒子（高能电子）直接产生电流。

　　City Labs 推出的这款核电池使用的“核原料”就是氢的同位素氚，由于氚的半衰期长达12.43年，因此这种电池可以在长时间内持续供电。但氚核电池产生的电流不大，只适合应用于那些耗电较低但需要超长时间不间断供电的场合，比如内置医疗设备的供电，以及军事或者太空用途。虽然名字里有个“核”字，但这种核电池是相当安全的，因为氚的衰变只会产生高速电子，而这样的电子是没能力穿透人体的，因此它对人体来说是相当安全的。

　　根据City Labs 网站提供的信息，他们的NanoTritium核电池经过了美国军工巨头洛克希德.马丁公司的测试，可以在零下50度到150度之间运行，因此具有良好的环境适应能力，军事用途广泛，如果能够大规模生产的话，未来民用完全也没有问题。

　　City Labs 公司网站：http://www.citylabs.net/

冷聚变世界

2016年2月15日

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