热点关注:  
X射线 3D打印 中广核技 中国同辐 太赫兹 新冠疫情 粒子加速器 质子治疗 电子束辐照 放射性同位素 辐照交联 辐射剂量 直线加速器

技术装备 > 同位素 > 正文

日本国立材料研究所研制“钻石电池”有望为太空探测器供电100年

核废料放射性废物 钻石电池 放射性同位素 β射线
发布:2021-03-01 16:36:48    

 
作为世界上最坚硬的物质,钻石被广泛用作工业工具,甚至可以转化为半导体。

众所周知,目前包括锂电池在内的充电电池锂电池在环保、效率等方面具有不错的成绩,但是其都有衰减期。在一些极端环境下,仍需要一种更特殊的电池来储存能源,对于太空探测器来说,一块具有长期寿命的电池更是相当重要。

据外媒报道,日前日本国立材料研究所(NIMS)研制出一种“钻石电池”,其能够在100年内无衰减,而该电池计划应用在太空探测器和地下采矿设备中。

钻石电池(又称“贝塔电流电池/betavoltaic batteries”),只要在放射性环境中就可以发电,它们可以从同位素(例如碳-14和镍-63)中接收β射线。通过锁定人造钻石晶格内的放射性同位素,从而在核衰变时释放超高能量电子产生电流。由于人造钻石是地球上最坚硬的材料之一,因此不用担心辐射问题,这意味着一些核废料就能够用来制作这种电池。

此外,由于碳-14和镍-63半衰期分别为5700年和100年,这意味着这种使用这些放射性同位素制作的电池最起码在100年内不会出现衰减问题。

而NIMS生产的“钻石电池”正式基于这种技术并使用镍-63作为材料,使热交换率达到28%左右,这在该领域上已经是世界最高、接近极限理论数值。

不过,目前“钻石电池”的商用还面临着另外一个难题,就是如果通过提高功率输出来提升电池效率,因为该电池目前产生的电量只能用微瓦来计算,而1微瓦仅相当于百万分之一瓦。

推荐阅读

「透视」身体揪出癌细胞 非侵入检查提升治疗精准度

乳癌、肺癌、摄护腺癌等患者容易骨转移,让治疗更为棘手,许多人担心电脑断层 (CT)、核磁共振 (MRI)扫描会有辐射污染的风险,医师指出,近几年来,核医扫描进步许多,属非侵入性检查,对于心肌灌注扫描、骨骼扫描,效果显着,準确度高。 2020-04-20

国际原子能机构:隔离封锁对医用放射性同位素的生产和分配构成挑战

国际原子能机构对药用放射性同位素的一项调查结果显示,在2019冠状病毒病大流行期间,药用放射性同位素的生产一直在继续,但是由于运输和分配方面的困难,医院可能会面临此类药物的短缺。这类药物含有少量放射性同位素,可以用于诊断和治疗某些癌症和慢性病。 2020-04-21

科学家们发现一种由超新星产生的放射性同位素铁-60的样本

据外媒报道,科学家们推测,地球可能在过去的33000年里,一直在巨大的超新星爆炸的遗迹中“漂流”,他们深入海洋中寻找一种最神秘的已知物质的证据。科学家们在海底发现了铁-60的样本,这是一种由超新星产生的放射性同位素,是垂死恒星的微弱提醒。 2020-08-26

IRE选择IBA生产放射性同位素

IBA拥有一个新的回旋加速器装置。公司将为位于Fleurs的放射研究所(IRE)配备放射性同位素生产装置,用于癌症诊断。 2020-09-21

医用放射性同位素使用的全球趋势及研究反应堆在其生产中的重要作用

近80年来,放射性同位素已被用于医疗卫生领域,随着生物医学科学、计算和成像技术的进步,放射性同位素也在不断发展。 2020-09-23
阅读排行榜