放射性同位素离子电池制造技术

一种核能电池，利用放射性物质衰变时的放射能，使其周围流体电离，并将被电离流体导出到磁流体发电机，产生电能的核能－电能转换装置。

【技术实现步骤摘要】
放射性同位素离子电池本专利技术一般的涉及一种将放射性物质衰变时所产生的放射能量转化为 电能的装置。其基本思路是利用放射性物质衰变时所释放的阿耳法射线 和贝塔射线电离放射性物质周围的流体，再使被电离的流体流过磁流体发 电机，从而产生电能的方法。如何利用核能产生电能，并使其小型化和高功率输出，是自人类开始 利用核能后一直研究和探讨的方向之一。本专利技术在前人专利技术的基础上，提出了一种新的思路，当然这种新的思 路在未深入实践以前会有这样或那样的问题存在，我们将在以后的专利申 报中逐步解决和完善。不过值得庆幸的是，定性的实验证明，这种思路是 正确的，有它的可取之处。我们现在需要做的是在具体技术问题方面对其 进行改进，使其具有更好的结构和更稳定的电能输出。经专利检索，目前在国内仅发现一例与放射能电池相关的专利申报， 时间1987年11月4日，专利号CN 87103077，申请人纽塞尔公司， 专利技术人保罗"M，布朗，名称直接将放射性衰变能转换为电能的装置。 专利中阐述了一种利用L-C谐振电路提取放射能的方法，很明显这是与我的专利技术不同的核能——电能转换方法。在此我不想将我提出的方法与之对 比，因为我目前尚不能提出类似象装置的最大输出电压，最大输出电流以 及持续放电能力等问题的具体数据。(当然理论计算的数据并不能说明此装置的实际情况)，这些比对将在以后的专利申报中逐步进行。同时我也注意到在布朗的专利技术中，提到了自1966年12月6日起到1976年2月17日止， 三起在美国的相关专利案件，其中最成功的可能是1976年2月17日， Yasnro Ato的"将放射性能量转换为电能的方法以及用于完成此项转换的 装置"。我们知道这种利用半导体材料收集放射能的技术所生产的产品经过 改进后，目前已经应用到航天等多个方面的领域上。很明显这种核能—— 电能转换方式，也不同于我的专利技术。査阅国内现代的相关技术和研究方向时，我仅发现了 1994年在《核技 术》刊物第17巻第9期中科院近代物理所王铁山发表的"放射性同位素衰 变能发电机制的研究与探索" 一文，文中提及"……报道了国际上有关放 射性同位素电池研究的最新动态。首次提出了利用3粒子的电磁辐射实现 由核衰变能向电能直接转换的基本设想，并制定了具体的与3伏特效应相 结合的技术路线，以期在实验上获得空前的能量转化率，在核衰变能发电 机制研究领域取得突破性进展，同时为核废物的再利用探索新途径。研究 结果表明对901 Sr- 901Y P源理论上可达到62%的能量转换率极限，实验能 量转换率可望达到27%。……"并对这种技术迸行了一般性的分析。目前 王铁山本人已脱离这个研究方向，他的课题组也已不存在。经与国内多家研究机构、学术机构和教学机构联系，到目前为止并未 得到，国内正在进行相关课题研究的报告。由以上可知，目前我国在核能——电能转换的小型化和新型转换机制 领域方面尚无新的进展，(也许存在但目前未见相关报道或相关论文)在此 情况下，我所提出的冷离子源——磁流体发电机系统更具有特殊的意义。 本专利技术的主要目的在于，试图寻找一种核能——电能的新型转换方式， 并使其具有低热，小型，结构简单，转换效率高，能量输出大，持续输出 稳定，性能可靠，寿命长，无放射性污染的特点。为达到试验上述设想的目的，我提出一种试验原型，并结合以下附图， 说明这种装置的工作原理。附图中图l是装置的主视图； 图2是装置的俯视图；参照图l，这个设计原型的结构由壳体l、射线源2、流体3、射线源 支架4、导流管5、电极6、磁体7、输送泵8、辅助电池组9组成。壳体l、射线源2、流体3、射线源支架4组成离子发生器(一)；导 流管5、电极6、磁体7组成磁流体发电机(二)；输送泵8、辅助电池组9 组成流体3输送部分(三)。参照附图说明图1,柱形壳体1的上下底面分别安装着射线源支架4，射线源支 架4之间放置射线源2。壳体1内的其余空间充满流体3，在壳体1的侧壁 上下对应位置(接近上下两底的部分)分别开有一个孔，孔的大小与导流 管5的内径相当，导流管5的两端分别接在这两个孔上，并与壳体1密封、 固定。导流管5内安装有电极6和输送泵8，导流管5的其余空间充满流 体3。参照图2，电极6的两个极片紧贴导流管5的内壁水平对称放置，并 与导流管5的内壁牢固连接，其引出线穿过导流管5的侧壁引出，相应导 流管5的侧壁处应密封。输送泵8平行导流管5的截面安装并固定，输送泵8与导流管5内壁未充满的空间应填充填料充满，其引出线穿过导流管 5的侧壁引出，相应导流管5的侧壁处应密封。输送泵8的引出线与辅助 电池组9连接，连接时应注意正负极，不应使输送泵反转，流体3的流动 方向应自磁流体发电机(二)经输送泵8指向离子发生器( -)。磁体7 安装在电极6所在的相应位置，导流管5的外壁上，其产生的磁场方向与 电极6两个极片组成的水平面垂直。在这里必须提醒注意的是1、 输送泵8在测试正反转后应断开电源即辅助电池组9;2、 所有安装结束，并测试输送泵8转向无误后，最后放入放射性物质， 即射线源2。工作过程接通输送泵8的电源，即辅助电池组9，输送泵8开始工作，被射线 源2作用为离子状态的流体3将从壳体1上端的出口沿导流管5流动到磁 体7的两磁极和电极6的两电极之间，即磁流体发电机(二)中。在磁场 的作用下，离子体将遵循洛仑兹力的方向产生偏转运动，并打到电极6上， 被电极6俘获，作为电能输出。带正电的离子在电极6上获得电子，被还 原为流体，继续沿导流管5从壳体1的下端入口回送到壳体1内等待被再 次电离。当离子流体源源不断地流经磁流体发电机时，电力就源源不断的 被输出了。停止时，只需断开输送泵8的电源即可。在实验中，我们使用了Pu238作为放射源物质，使用N2作为流体，壳 体及导流管内胆使用氧化铝陶瓷，磁体为钕铁硼永磁材料，电极为石墨，输送泵为轴流风机。实验是成功的，证明思路正确，但尚存在一些具体技术问题，因此作 为专利技术专利进行申报，以后的改进将以技术专利的形式进行申报。虽然我在此提出了一种实验结构，但很明显我并不是以提出试验结构 为主要目的，而是提出放射性同位素一冷离子体一磁流体发电机的发电 构想，根据这一构想可以设计出多种具体结构。因此在不违背本专利技术的精 神或不超过本专利技术权力要求书的范围的情况下，就可能做出多种更改和变 形方案。权利要求1、一种用于将放射能转换为电能的装置，其特征在于，所属装置包括一个放射性物质芯，在其周围有易于被放射粒子电离的流体，同包容放射性物质和流体的壳体共同组成离子发生器。用于产生离子态流体。一个能使上述离子发生器所产生的离子流体，从中通过的磁流体发电机。用于产生可输出的电能。一个能使流体包括离子流体产生流动的输送泵，用于被电离的流体从离子源输送到磁流体发电机，和被还原的流体从磁流体发电机经输送泵输送回离子发生器。连接上述离子发生器、磁流体发电机、输送泵的管道，提供离子源、磁流体发电机、输送泵内流体的通道。一种包括离子发生器、磁流体发电机、输送泵和管道的放射性物质衰变能转化为电能的装置。2、 按照权利要求1的装置，其特征在于采用放射性同位素产生冷离子体 并将其输送到磁流体发电机发电的过程。3、 按照权利要求1的装置，其特征在于放射性物质主要是通过放射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将放射能转换为电能的装置，其特征在于，所属装置包括：　　　　一个放射性物质芯，在其周围有易于被放射粒子电离的流体，同包容放射性物质和流体的壳体共同组成离子发生器。用于产生离子态流体。　　　　一个能使上述离子发生器所产生的离子流体，从中通过的磁流体发电机。用于产生可输出的电能。　　　　一个能使流体包括离子流体产生流动的输送泵，用于被电离的流体从离子源输送到磁流体发电机，和被还原的流体从磁流体发电机经输送泵输送回离子发生器。　　　　连接上述离子发生器、磁流体发电机、输送泵的管道，提供离子源、磁流体发电机、输送泵内流体的通道。　　　　一种包括离子发生器、磁流体发电机、输送泵和管道的放射性物质衰变能转化为电能的装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹波，
申请(专利权)人：尹波，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]