俄研發(fā)新型鎳-63電池

【英國(guó)《國(guó)際核工程》網(wǎng)站2020年10月15日?qǐng)?bào)道】 俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)(Rosatom)2020年10月14日宣布，俄國(guó)家研究型工藝技術(shù)大學(xué)(MISiS)已成功開發(fā)出鎳-63放射性同位素電池原型，且其成本遠(yuǎn)低于其他同類產(chǎn)品。

放射性同位素電池的原理是利用放射性同位素在衰變過程中釋放的熱能發(fā)電。電池由兩部分組成：半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器和放射性物質(zhì)。鎳-63半衰期為100年，不發(fā)射中子和γ射線，僅釋放穿透力較弱的β射線，是優(yōu)質(zhì)的放射性同位素電池原料。

俄此次公布的電池有三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。第一，采用了獨(dú)特的3D結(jié)構(gòu)。放射性同位素被置于半導(dǎo)體內(nèi)部的微通道中，能夠最大程度地避免能量浪費(fèi)。在其他同類電池中，同位素通常被置于半導(dǎo)體的平坦表面之上。同位素產(chǎn)生的衰變熱會(huì)向各個(gè)方向輻射，造成大量浪費(fèi)。第二，半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換器由廉價(jià)的硅制成，其他電池通常采用金剛石。第三，體積僅為同類產(chǎn)品的1/3，功率密度是其10倍，制造成本僅為其一半。

雖然轉(zhuǎn)換器的費(fèi)用僅為300盧布(3.8美元)，但由于鎳-63的價(jià)格很高(每克約4000美元)，這款電池仍然十分昂貴。

研究人員表示，已使用最低活度(2.7 mCi)鎳-63進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于沒有使用高活度放射性物質(zhì)的資質(zhì)，“正在尋找能夠幫助我們開展實(shí)驗(yàn)研究的合作伙伴”。這個(gè)伙伴可能是俄原集團(tuán)的某個(gè)下屬企業(yè)。

鎳-63電池可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括武器與裝備(跟蹤裝置)、醫(yī)學(xué)(心臟起搏器、仿生、聽力與視力植入片、整形外科)、工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施(結(jié)構(gòu)和管道完整性監(jiān)控系統(tǒng)，閥門狀況監(jiān)控系統(tǒng)、溫度和壓力傳感器)以及通信技術(shù)(便攜設(shè)備饋電系統(tǒng)、電腦一體化系統(tǒng))等。