辐射电能制造技术

辐射电能涉及所有放射性元素，特别是对核材料与放射性物质(核废料)的全新能量应用，利用放射性元素自发的放射性衰变，以热电效应与光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)为主要原理对核材料与放射性物质进行安全的能量转化，也可对所有放射性元素在原子衰变时的能量转化；放射性元素在衰变时都具有能量传递和能量损耗过程，同时释放出α射线、β射线、γ射线，研究物质对射线引起的物理反应与吸收，并尽可能的将衰变时产生的能量转化为电能的过程；将放射性物质(核材料或核废料)置于最中心处，将以热电材料制成的热敏板环放射性元素置于中心第二层，将导电材料制成的电子吸收板环热敏板置于中心第三层，将以光电材料制成的PN板环置于最外层(可在γ射线穿透路径层层设置PN板直到γ射线被成功阻挡不在具有穿透性)，使射线将不在是有害的，它将造福人类。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及所有放射性元素，特别是对核材料与放射性物质(核废料)的全新能量应用。
技术介绍
本专利技术是核能电站的延续，现行核能电站起始于军事领域，是对原子武器的安全利用，将原子间的裂变或聚合释放的巨大热能转换成电能，存在着巨大的能量转换损失与安全问题，并有建设周期长，对环境和生命安全有着有极高的要求，还存在核材料与放射性废料安全存储问题。如果将现有核能电站比作宏观上的原子热能到电能间的能量转化，本专利技术则是微观上直接将衰变时产生的能量与物质通过热电效应或是光电效应直接转化成电能。本专利技术恰好可对核能电站产生的新核材料与放射性废料安全无污染的应用，能最大程度的助益核能电站的效益。在经济、环境与安全领域提供巨大的帮助，也最大程度上解决放射性废料安全存储这一世界性的难题。
技术实现思路
本专利技术面临的技术问题是：从安全与健康上考虑基本与核能电站相同，但因为安全性较核能电站要高所以对生命与环境的要求相对要低，但在大量应用时同样可能存在着辐射伤害与环境污染的问题。需要对国民素质与教育有着更高要求，并可能会受到法律与其它特殊条件制约，最后就是受限材料研究与开发进度，研究开发出最适合能量转换的材料，是提高辐射电能的能量转换率高低的关键。本专利技术技术方案实施原理概述：利用放射性元素自发的放射性衰变，以热电效应与光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)为主要原理对核材料与放射性物质进行安全的能量转化，也可对所有放射性元素在原子衰变时的能量转化；放射性元素在衰变时都具有能量传递和物质损耗过程，同时释放出α射线、β射线、γ射线。研究物质对射线引起的物理反应与吸收，并尽可能的将衰变时产生的能量转化为电能的过程，这也是核能电站第二种能量转化形态。本专利技术技术方案实施原理1.放射性元素衰变：放射性物质衰变是把质量转为能量的方式。通常衰变所产生的产物多也是带放射性，因此会有一连串的衰变过程，在不停的衰变过程中同时释放出热量(衰变热)和各种射线直至该原子衰变至稳定的同位素。本专利技术技术方案实施原理2.热电效应：放射性物质自身衰变产生的热能根据热电效
应原理(在不同金属中产生电位差)将衰变热能转换为电能。本专利技术技术方案实施原理3.β射线应用：β粒子是高速运动的电子流，会受电磁场影响。它的体积比α粒子细得多，穿透能力则比α粒子强，其质量极小因为是电子流可以通过导电材料将能量导引出来。本专利技术技术方案实施原理4.光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)：γ射线是原子核能级跃迁时释放出的射线也是一种强电磁波，它的波长比X射线短，一般波长＜0.001nm，波粒二象性极为明显，与物质的相互作用机制属于全部吸收或者无相互作用，使得γ射线具有极强的穿透本领。γ射线(γ光子)与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子(多发生于内层电子)。该电子获得能量后就离开原子而被发射出来，称为光电子。光电子与普通电子一样，能继续与介质产生激发、电离等作用(其间还发生康普顿效应和正负电子对效应)，将电子引导出就能形成稳定的电流。本专利技术技术方案实施：将放射性物质(核材料或核废料)置于最中心处，将以热电材料制成的热敏板环放射性元素置于中心第二层，将导电材料制成的电子吸收板环热敏板置于中心第三层，将以光电材料制成的PN板环置于最外层(可在γ射线穿透路径层层设置PN板直到γ射线被成功阻挡不在具有穿透性)，对应放射性元素衰变时释放的α、β、γ三种射线。附图说明：图1是辐射电能技术方案实施示意图：1.核废料(放射性物质)；2.热敏板(热电效应)；3.电子吸收板(β射线应用)；4.PN板(光电效应)。图2是γ射线多层应用示意图：1.γ辐射物(放射性物质)；2.PN板(光电效应)；3.电极(电流输出)。本专利技术具体实施详解(可参照图1)：第一部份α射线应用：根据热电效应原理放射性元素辐射释放出的α射线电离其他物质同时释放能量，鉴于α射线运用已经被制成原子电池证明该应用技术已经成熟并且广泛应用航天、医学等领域，此处就不在重复。第二部份β射线应用，β射线是高速运动的电子流，贯穿能力很强，电离作用弱并且存在有正负β衰变的区分，值得庆幸的是可以受磁场作用，须根据实际情况、实际材料多次实验找出合适的方法导引出电能没有取巧的方法(2009年美国密苏里大学实验研究已有成果)。第三部份γ射线应用：γ射线是一种强电磁波，波长很短、极强的穿透性、挟带能量最多，是辐射中危害最重的，对生命以及环境影响最大，也是辐射电能研究的重点。当γ
射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应，这是γ射线能量转换先决条件。利用类似太阳能电池板中的PN结原理制成的光电效应PN板接受γ射线照射，γ光子与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子。该电子获得能量后就离开原子而被发射出来(光电子)。放射出(光电子)的能量等于入射γ光子的能量减去电子的结合能。光电子与普通电子一样，能继续与介质产生激发、电离等作用。其间还夹杂着康普顿效应和大量的正负电子对，有效的引导出大量的光电子(电子对)成为辐射电能成败与能量转换效率的关键。γ射线与物质的相互作用机制属于全或无相互作用，不同于α、β射线的多次小相互作用，γ射线穿透物质后强度减小但能力几乎不降低，意味着并不是针对表层原子具有光电效应，也能对深层原子产生作用(结合说明书附图2)，可在γ射线穿透路径层层设置PN板直到γ射线被成功阻挡不在具有穿透性。将多层PN板产生的电能综合引导可有效提高能量转换效率，薄而多的PN板还可以避免因原子间能量运动，正负电子间的相互泯灭造成的能量损失。有益效果：射线将不在是有害的，它将造福人类。附注说明1：核废料是所有辐射污染中最多的，产生的成因来源也是最复杂，不同于核材料有比较稳定的半衰期和明确的射线及强度。多数核废料属于多种元素物质的杂合，半衰期和辐射强度不一，在存储时参照国际标准是将核废料浓缩同核材料相同表面琉璃深埋。本专利技术在实际操作时却是相反，将核废料稀释到某一临界安全标准，将其应用在日渐干涸能源领域，为国防、民生做贡献，而不是深埋地底。附注说明2：辐射电能区别于现在的核电站，却于核电站一样可以使用各种核材料，不同于核电站的高温高热高压式热电转换，辐射电能可以看作是常温常压下的电离转换，具备高安全、低辐射、持久、恒定的特性，适合未来电站便捷与小型化。附注说明3：辐射电能可以看作是太阳能电池的升级，也可以看作是原子电池的综合运用，但核心是将辐射能直接转化为电能，这也是辐射电能名称的由来。本文档来自技高网...

【技术保护点】
辐射电能涉及所有放射性元素特别是对核材料与放射性物质(核废料)的全新能量应用，如下所述：原理概述：利用放射性元素自发的放射性衰变，以热电效应与光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)为主要原理对核材料与放射性物质进行安全的能量转化，也可对所有放射性元素在原子衰变时的能量转化；放射性元素在衰变时都具有能量传递和物质损耗过程，同时释放出α射线、β射线、γ射线，研究物质对射线引起的物理反应与吸收，并尽可能的将衰变时产生的能量转化为电能的过程；实施原理1.放射性元素衰变：放射性物质衰变是把质量转为能量的方式，通常衰变所产生的产物多也是带放射性，因此会有一连串的衰变过程，在不停的衰变过程中同时释放出热量(衰变热)和各种射线直至该原子衰变至稳定的同位素：实施原理2.热电效应：放射性物质自身衰变产生的热能根据热电效应原理(在不同金属中产生电位差)将衰变热能转换为电能；实施原理3.β射线应用：β粒子是高速运动的电子流，会受电磁场影响，它的体积比α粒子细得多，穿透能力则比α粒子强，其质量极小因为是电子流可以通过导电材料将能量导引出来：实施原理4.光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)：γ射线是原子核能级跃迁时释放出的射线也是一种强电磁波，它的波长比X射线短，一般波长＜0.001nm，波粒二象性极为明显，与物质的相互作用机制属于全部吸收或者无相互作用，使得γ射线具有极强的穿透本领，γ射线(γ光子)与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子(多发生于内层电子)，该电子获得能量后就离开原子而被发射出来，称为光电子，光电子与普通电子一样，能继续与介质产生激发、电离等作用(其间还发生康普顿效应和正负电子对效应)，将电子引导出就能形成稳定的电流；方案实施：将放射性物质(核材料或核废料)置于最中心处，将以热电材料制成的热敏板环放射性元素置于中心第二层，将导电材料制成的电子吸收板环热敏板置于中心第三层，将以光电材料制成的PN板环置于最外层(可在γ射线穿透路径层层设置PN板直到γ射线被成功阻挡不在具有穿透性)，对应放射性元素衰变时释放的α、β、γ三种射线。...

【技术特征摘要】
1.辐射电能涉及所有放射性元素特别是对核材料与放射性物质(核废料)的全新能量应用，如下所述：原理概述：利用放射性元素自发的放射性衰变，以热电效应与光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)为主要原理对核材料与放射性物质进行安全的能量转化，也可对所有放射性元素在原子衰变时的能量转化；放射性元素在衰变时都具有能量传递和物质损耗过程，同时释放出α射线、β射线、γ射线，研究物质对射线引起的物理反应与吸收，并尽可能的将衰变时产生的能量转化为电能的过程；实施原理1.放射性元素衰变：放射性物质衰变是把质量转为能量的方式，通常衰变所产生的产物多也是带放射性，因此会有一连串的衰变过程，在不停的衰变过程中同时释放出热量(衰变热)和各种射线直至该原子衰变至稳定的同位素：实施原理2.热电效应：放射性物质自身衰变产生的热能根据热电效应原理(在不同金属中产生电位差)将衰变热能转换为电能；实施原理3.β射线应用：β粒子是高速运动的电子流，会受电磁场影响，它的体积比α粒子细得多，穿透能力则比α粒子强，其质量极小因为是电子流可以通过导电材料将能量导引出来：实施原理4.光电效应(康普顿效应和正负电子对效应)：γ射线是原子核能级跃迁时释放出的射线也是一种强电磁波，它的波长比X射线短，一般波长＜0.001nm，波粒二象性极为明显，与物质的相互作用机制属于全部吸收或者无相互作用，使得γ射线具有极强的穿透本领，γ射线(γ光子)与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子(多发生于内层电子)，该电子获得能量后就离开原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞建峰，
申请(专利权)人：俞建峰，
类型：发明
国别省市：江西;36