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射線電池

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射線電池(又稱貝塔輻射伏特效應電池)是一種使用半導體P-N結放射源所釋放貝塔粒子電子)直接產生電流核電池。氫的同位素是射線電池常用的放射源。貝塔粒子穿過半導體時電離軌跡上會產生電子-空穴對;射線電池使用電子-空穴對產生電流;射線電池與放射性同位素熱電機不同,同位素熱電偶使用放射源產生的熱量發電;射線電池不通過熱轉換產生電流。[1]

貝塔輻射伏特效應電池和阿爾法輻射伏特效應電池適用於低功率長壽命英語Service life場景,如植入醫學設備、軍用設備、太空設備。[2][1]

歷史

貝塔輻射伏特效應電池發明於二十世紀七十年代。[3]七十年代的一些心臟起搏器使用作為放射源,[4]鉕放射電池隨後被鋰離子電池取代。[1]

早期半導體材料將貝塔衰變轉換成電流的效率低,早期放射電池因此需要能量更高、造價更高、危險的同位素放射源。截至2019年 (2019-Missing required parameter 1=month!),新半導體材料可使用放射性較低的作為放射源。[5][1]

提案

射線電池主要用於位置偏遠、長期無法更換電池的設備,如需要十到二十年供電的太空飛行器。1973年有人提出在心臟起搏器等長期醫療植入設備使用放射電池。

2018年俄羅斯科學家設計一種在兩層10微米金剛石中夾住一層2毫米鎳-63的放射電池;該設計的輸出功率約1微瓦,功率密度為10 微瓦/立方厘米,能量密度為3.3千瓦時/千克;鎳-63半衰期為100年。[6][7][8]

一篇2019年論文顯示放射電池可在高於733 K(460 °C;860 °F)的高溫環境(如金星表面)工作。[9]

缺點

放射性材料會衰變,當發射時,它慢慢地在降低活性。因此,隨著時間的推移,射線電池設備將提供更少的功率。

參見

參考

外部連結

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