一种α、β射线电容式核电池制造技术

本发明专利技术公开了属于核放射源应用技术领域的一种α、β射线电容式核电池。该核电池通过两个分别包在α放射源的第一金属包壳，β放射源的另外一种不同的第二金属包壳，收集放射出来的带电粒子，第一金属包壳接出正极，第二金属包壳接出负极，通过导线分别连接稳压器接入正极和稳压器接入负极，在稳压器内稳定电压之后，通过稳压器接出正极和稳压器接出负极外接电力电子设备，可以形成稳定的直流电。本发明专利技术的核电池可以设计为不同的尺寸，能满足手机，笔记本，汽车等设备对尺寸的要求，有长期持续供电，供电电压较高的优点。

【技术实现步骤摘要】
—种Ct、P射线电容式核电池
本专利技术属于核放射源应用
，具体涉及一种a、^射线电容式核电池。
技术介绍
各种不同的电力电子设备是现代社会不可或缺的物质支撑。为了使用方便，某些电器需要使用移动电源，如蓄电池，干电池等。然而这些电池容量极其有限，一次可用时长较短(通常为I至10小时)，造成相当程度的不便。因此，为满足现代社会高速发展及人们生活水平快速提高的要求，急需要生产出一次使用时长为几年甚至几十年的电池。这种电池可以用于各种电力电子设备，从而使它们使用起来更为方便。为了解决这个问题，近来相继出现了燃料电池以及利用固体PN结半导体和液态半导体制成的核电池。燃料电池可以几个月持续供电，但依旧存在换料，燃烧不稳定，控制调节不灵活等缺点。利用PN结半导体制成的核电池也可以较长时间持续供电，但也会出现利用PN结半导体易受辐照损伤，核辐射防护困难等不足。美国科学家想出了为核电池“瘦身”的妙计，他们把核电池内易受损的固体半导体换成了不易受损的液体半导体，这样不但能完成收集带电粒子的使命，而且还可以大幅度“瘦身”。按照新思路研发出的圆形核电池直径有I. 95厘米，厚才I. 55毫米，仅仅比I美分硬币大一点点，但其电力却是普通化学电池的100万倍。液态半导体核电池可以减小核电池的尺寸，辐照损伤也会降低，制作难度大。现有的核电池能够长期供电总能量很大，但由于内部放射源浓度低，单位时间放出的能量还是不能满足微小型电子设备消耗的电功率，而且电压也不能满足供电要求。所以，需专利技术一种有能长期持续供电，供电电压较高，满足各种尺寸要求，能作为各种电力电子设备的移动电源的核电池。考虑到自然界中，可以进行自发衰变的核素有很多，其中有很多核素可以放出比较纯的a、^射线。而且，这些核素衰变放射出的射线有很高的能量密度，半衰期也很长， 可供选择的范围也较广，是很理想的可以被利用的放射源。基于此，利用纯a、P放射源， 设计一种a、^射线电容式核电池。这种核电池的使用寿命主要起决于放射源的半衰期， 电池的容量及功率的大小起决于放射源的放射强度。可以选择放射强度不同的核素，也可以对辐射较强的核素添加杂质，进而控制电池的放射功率。单个核电池的电压不能达标，可以通过电池串并联，从而可以使核电池的电学参数达到要求。最终可根据不同要求，设计成用于手机(电压一般为3. 7V左右)、笔记本电脑(电压一般为IlV左右)，等的电池，甚至较大型的车用(IO2V级)，艇用(IO3 IO4V级)电池。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种a、^射线电容式核电池，解决目前的电池长期持续供电能力不足，供电电压较低，不能满足各种尺寸要求的问题。—种a射线电容式核电池,第一金属包壳14连接第一金属包壳接出正极I,第一金属包壳接出正极I通过稳压器接入正极2连接稳压器3，稳压器3靠近稳压器接入正极 2的一端连接稳压器接出正极4，第二金属包壳11连接第二金属包壳接出负极8，第二金属包壳接出负极8通过稳压器接入负极7连接稳压器3，稳压器3靠近稳压器接入负极7的一端连接稳压器接出负极5和指示灯6，a放射源15置于第一金属包壳14内，P放射源12 置于第二金属包壳11内，绝缘片13放置于第一金属包壳14和第二金属包壳11中间，第一金属包壳14和第二金属包壳11外部包裹绝缘辐射防护层10，散热回路导线9布置于绝缘辐射防护层10的外部，散热回路导线9外部为金属外壳16。所述a放射源为铀-235或钚_238，所述3放射源为氚_3、钙-45或硫-35。所述绝缘片为高分子塑料。所述绝缘辐射防护层(10)由绝缘层和辐射防护层两部分组成，绝缘层的材质为塑料或云母，辐射防护层的材质为硼或铅。所述稳压器为直流稳压器。本专利技术的有益效果本专利技术的a、^射线电容式核电池可以设计为不同的尺寸 (范围10*10*10mm3 40*40*40cm3)，能满足手机，笔记本，汽车等设备对尺寸的要求。有长期持续供电，供电电压较高的优点，能作为各种电力电子设备的移动电源的核电池。如果单个核电池的电压不能达标，可以通过本专利技术的核电池进行相应的串并联，以使核电池的电学参数达到要求。自然界中可以自发衰变，同时放出射线的核素有很多种，可以根据不同核素的放射强度，半衰期的长短，制造成本以及辐射防护难度等因素，合理选择出最为合适的放射源，用来制作核电池。除此之外，这种核电池原理清晰，工艺简单，可以有效、经济地被规模化地制造出来，成为一种长期可靠的电源。附图说明图I为本专利技术a、^射线电容式核电池的示意图；图中，I-第一金属包壳接出正极、2-稳压器接入正极、3-稳压器、4-稳压器接出正极、5-稳压器接出负极、6-指示灯、7-稳压器接入负极、8-第二金属包壳接出负极、9-散热回路导线、10-绝缘辐射防护层、11-第二金属包壳、12-0放射源、13-绝缘片、14-第二金属包壳、15-a放射源、16-金属外壳。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例Ia、0射线电容式核电池(如图I所不)，第一金属包壳14连接第一金属包壳接出正极1，第一金属包壳接出正极I通过稳压器接入正极2连接稳压器3，稳压器3靠近稳压器接入正极2的一端连接稳压器接出正极4，第二金属包壳11连接第二金属包壳接出负极8，第二金属包壳接出负极8通过稳压器接入负极7连接稳压器3，稳压器3靠近稳压器接入负极7的一端连接稳压器接出负极5和指示灯6，a放射源15置于第一金属包壳14 内，P放射源12置于第二金属包壳11内，绝缘片13放置于第一金属包壳14和第二金属包壳11中间，第一金属包壳14和第二金属包壳11外部包裹绝缘辐射防护层10，散热回路导线9布置于绝缘辐射防护层10的外部，散热回路导线9外部为金属外壳16。本实施例的电容式核电池通过两个分别包在纯a放射源15的第一金属包壳14， 纯@放射源12的另一种不同的第二金属包壳11，收集放射出来的带电粒子。这两个不同金属(如Al、Zr等金属，具体起决于两种放射源对金属的辐照特性)的包壳在位置上形成电容，因为其上附有电荷，便会形成电势。在稳压器3内稳定电压之后，通过稳压器接出正极4及接出负极5外接电力电子设备，可以形成稳定的直流电。该过程中，可以通过调整绝缘片13在电容中的位置进行电压微调。没有接入电力电子设备时，为保护电容，闭合外置切换电路的开关，指示灯6亮。通过散热回路导线9，可将电能转化为热能进行散发。为防止核辐射对人体造成损害，减少漏电，布置有绝缘辐射防护层10，能够保证辐射水平在安全值以下。金属外壳16用以保证核电池的外形。纯a放射源15和纯0放射源12布置在核电池的核心部位。两种放射源分别能放射出带正电及负电的粒子，这两种不同的粒子同时置于两个金属包壳中。不同放射源有不同的放射强度、半衰期，以及不同核素(如a放射源铀-235、钚-238等，3放射源氚_3、 钙-45、硫-35等)的储量和制造成本也有较大差异。可以根据不同的要求，制造出各种规格的核电池。电池内配置的稳压器3，调整电容电学性质的绝缘片13都设计在电池内部。配置稳压器及调整电容电学性质的绝缘片，其中绝缘片起到防止电压超出稳压器量程及电压微调的作用，操作方式是通过控制绝缘片在电容内插入的深度。稳压器是利用相应参数的直流稳压器。绝缘辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种a射线电容式核电池,其特征在于,第一金属包壳(14)连接第一金属包壳接出正极(I)，第一金属包壳接出正极(I)通过稳压器接入正极(2)连接稳压器(3)，稳压器(3)靠近稳压器接入正极(2)的一端连接稳压器接出正极(4)，第二金属包壳(11)连接第二金属包壳接出负极(8)，第二金属包壳接出负极(8)通过稳压器接入负极(7)连接稳压器(3)，稳压器(3)靠近稳压器接入负极(7)的一端连接稳压器接出负极(5)和指示灯(6)， a放射源(15)置于第一金属包壳(14)内，P放射源(12)置于第二金属包壳(11)内，绝缘片(13)放置于第一金属包壳(14)和第二金属包壳(11)中间，第一金属包壳(14)和第二金属包壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，段军，洪德训，李精精，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：