放射性同位素压电发电机

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放射性同位素压电发电器(RPG)是一种放射性同位素核电池,它将放射性物质中存储的能量转换为运动,利用压电材料的反复变形来发电,这种方法产生了高阻抗源,与化学电池不同,该装置可在非常宽的温度范围内工作。

描述[编辑]

压电悬臂直接安装在放射性同位素镍63的底座上方,随着镍63薄膜毫居里级的衰变,它发射出的所有辐射均以β辐射的形式出现,该辐射由电子组成。当悬臂聚积发射的电子时,它会在同位素薄膜带正电的同时产生负电荷。β粒子实质上把电荷从薄膜转移到了悬臂上。相反的电荷使悬臂向同位素膜弯曲,就像悬臂接触到同位素薄膜一样,电荷也跳过了间隙。这就使电流回流到同位素上,从而平衡电荷并使悬臂复位。只要同位素还在衰变-这一过程就可持续数十年-微小的悬臂将继续其上下运动。由于悬臂变形时会直接发电,因此,每次悬臂循环都会释放一个电荷脉冲。

放射性同位素可在数周到数十年不等的时间内持续释放能量,例如,镍63的半衰期超过100年。因此,使用该同位素的电池可能至少在这段时间内会继续提供有用的能量。研究人员已经证明,从120赫兹高频到低频(每3小时)的自动往复式致动器中,设备效率约为7%。

历史[编辑]

2002年,康奈尔大学的研究人员发表了第一个设计并申请了专利[1][2]

另请参阅[编辑]

 

参考文献[编辑]

  1. ^ Bill Steele. 康奈尔大学研制的微型原子能电池可在无人值守的情况下为传感器或设备供电数十年. 康奈尔纪事报. 2002年10月16日 [2020-09-01] (英语). 
  2. ^ Amit Lal, Hui Li, James P. Blanchard, Douglass L. Henderson. 放射性同位素触发直接充电与发电(US6479920B1). Google Patents. 2002-11-12.