核电池的原理和应用是什么 _原理

文章插图
核电池可分为高电压型和低电压型两种类型，下面我们一起来看看核电池的原理和应用有哪些。

文章插图
核电池的原理和应用是什么
把… 分类
核电池是一种利用放射性同位素衰变释放携带能量的粒子并将它们的能量转化为电能的装置。根据提供的电压，核电池可分为高压型和低压型。根据能量转换机制，可分为直接转换型和间接转换型。更具体地说，它包括直接充电核电池、气体电离核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光光电核电池、热致光电核电池、温差核电池、热离子发射核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池。
核电池的结构
核电池可以分为三个部分:1 。核反应堆；2.磁流体发电；3.对于热循环系统，还有一个附属部分，即防辐射、隔热、耐高温、耐压材料的选择。
1、核反应堆是使链式反应可以被控制的装置，也称为原子反应堆或反应堆。核反应堆分为两部分:反应堆和热交换器。

文章插图
反应堆主要由核燃料、慢化剂、控制棒、热载体和保护层组成。
缓速器是反应堆中用来降低中子速度的物质，碰撞一般用来使中子减速。
控制棒是用来控制链式反应的速率和功率的装置，一般由能强烈吸收中子的物质制成。
热交换器，又称热交换器，是将储存有核能的重水转化为内能输送到外界的装置。
2 MHD发电
磁流体是由强磁性离子、基液(也称介质)和表面活性剂组成的稳定胶体溶液。
磁流体发电是一种新型高效发电方式，是热能转化为机械能的过程，因此发电效率更高，可达60%以上。
3热循环系统
热循环系统是指发电管道从换热器出来，然后循环发电管道再进入换热器的部分。如果把核反应堆比作心脏，那么热循环系统就是血管。
核电池放射性同位素
放射性同位素是核电池的心脏。同位素放射源作为核电池的能源，必须满足以下条件:半衰期长(保证电池的长寿命)、功率密度高、放射性风险低、易加工、经济、易屏蔽。放射性同位素有2500多种，其中可用于核电池的放射性核素有近十种，如90Sr、147Pm、238Pu、60Co、63Ni等。最适合空间应用的放射性同位素是那些在衰变中发射α粒子的同位素，如238Pu和210Po，它们的外照射剂量小，屏蔽重量小，可以大大节省发射成本。目前，美国在航天器上使用238Pu 。偏远地区使用的核电池，可选择90Sr作为放射源。90Sr是裂变反应堆的主要放射性废物之一，可以从核电站的放射性废物中提取。世界各地核电站每年产生的核废料中有5000千克放射性核素。利用它发电不仅是对核电站废物中放射性同位素的再利用，也是能源短缺时代的一种考虑。

文章插图
核电池的应用
核电池具有结构紧凑、运行可靠、不受周围环境影响、长期无监督工作等优点。它可以广泛应用于许多领域，在生活和生产中发挥着越来越重要的作用，所以人们不必谈论核变色。
航空航天领域的应用
航天导航对电源的要求非常高，要求体积小、重量轻、使用寿命长，能够承受航天飞行中的各种恶劣条件。虽然太阳能电池在人造地球卫星上应用广泛，但当飞船运行到地球背面，或者在月球上的漫漫长夜，或者在飞往远离太阳的其他星球的飞行中，太阳能电池显得无能为力，强烈的宇宙射线甚至可能使能量转换元件失效。然而，核电池能够满足各种航天器对长期、安全、可靠供电的要求，受到航天工业的广泛青睐和广泛应用。1961年，美国发射的第一颗人造卫星“探索者1号”，其无线电发射机由核电池供电。1976年，两艘美国宇宙飞船“海盗1号”和“海盗2号”相继登陆火星。短短五个月，人类获得的关于火星的信息比以往历史积累的所有信息都多，他们的工作电源也是核电池。因为火星表面昼夜温差超过100℃，一般化学电池无法工作。据悉，中国研制的两个月球巡视探测器(俗称月球车)也将利用根据同位素衰变原理发明的核电池。随着人类空间活动的发展，对空间动力将提出新的要求，同位素电池已成为空间技术进步的重要工具。
在医学领域的应用
医学上，长寿命核电池已广泛用于心脏起搏器。全世界成千上万的心脏病患者被植入了由核电池驱动的起搏器，挽救了他们的生命，使他们能够再次享受生活。根据体力活动情况，一个心脏泵大约需要10~15瓦的电，足够和桌子上的日光灯比了。