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核電�
閱讀�19244�(shí)間:2010-12-27 11:04:31

  �電池就是利用放射性同位素衰變放出載能粒子(如α粒�、β粒子和射線)的能量或由它們所引起的熱效應(yīng)、光效應(yīng)或電離作用等�(lái)�(chǎn)生電能的一種裝�,又稱為同位素電��

�(jié)�(gòu)

  核電池可以分割成三大部分�1、核反應(yīng)��2、磁流體�(fā)電;3、熱力循�(huán)系統(tǒng),再有一�(gè)附屬部分即防輻射、隔熱,耐高�、耐壓的材料的選擇�

  1、核反應(yīng)堆便是使�?zhǔn)椒磻?yīng)能夠有控制地�(jìn)行的裝置,也稱原子反�(yīng)堆或反應(yīng)�。核反應(yīng)堆分為兩大部分:反應(yīng)堆和熱交換器�

  反應(yīng)堆主要由核燃�、減速劑、控制棒、載熱劑和保�(hù)層組成�

  減速劑是在反應(yīng)堆中用來(lái)降低中子速度的物�(zhì),使中子減速一般使用碰撞的方式�

  控制棒是用來(lái)控制�?zhǔn)椒磻?yīng)速率和功率大小的裝置,一般用能夠�(qiáng)烈吸收中子的物質(zhì)�(lái)做的�

  熱交換器又稱換熱�,是將存有核能轉(zhuǎn)化為�(nèi)能的重水與外界�(jìn)行傳遞的裝置�

  2 磁流體發(fā)�

  磁流體是由強(qiáng)磁性離子,基液(也叫媒體)以及界面活性劑三者混合而成的一種穩(wěn)定的膠狀溶液�

  磁流體發(fā)電是一種新型的高效�(fā)電方�,它把熱能轉(zhuǎn)化為�(jī)械能的過(guò)程,因此這種�(fā)電效率較�,可�(dá)�60%以上�

  3 熱循�(huán)系統(tǒng)

  熱循�(huán)系統(tǒng)是指�(fā)電管道從換熱器中出來(lái),然后循�(huán)的發(fā)電管道再�(jìn)入換熱器的部�,如果把核反�(yīng)堆比作心�,那么熱力循�(huán)系統(tǒng)便是血��

放射性同位素

  放射性同位素是核電池中的心臟部分,作為核電池的能量來(lái)�,同位素放射源都必須滿足以下條件: 半衰期長(zhǎng)(以保證電池的�(zhǎng)壽命)、功率密度高、放射性危�(xiǎn)性小、容易加工、經(jīng)�(jì)和易于屏蔽等?,F(xiàn)有的放射性同位素超過(guò)2500 多種,其中可用于核電池的核素有近十種� �90Sr�147Pm�238Pu�60Co�63Ni �??臻g�(yīng)用中最為合適的是衰變中放出α粒子的放射性同位素,如238Pu �210Po,它們的外照射劑量低,所需屏蔽重量�,可以大大節(jié)省發(fā)射費(fèi)�。目前美�(guó)在空間飛行器上均使用238Pu。在偏僻地區(qū)使用的核電池,可以選�90Sr 作為放射��90Sr �(jīng)�(jì)易得� 它本身就是裂變堆的主要放射性廢物之一,可以從核電站的放射性廢物中提取� 僅全世界核電站每年產(chǎn)生的核廢料中就有5000kgSr,用它發(fā)電既是對(duì)核電站廢料中的放射性同位素的再利用,也是能源短缺時(shí)代的一�(gè)考慮�

�(yīng)�

  核電池具有結(jié)�(gòu)緊湊,運(yùn)行可�,不受周圍環(huán)境影�,能�(zhǎng)期工作而無(wú)須看管等�(yōu)�(diǎn),可廣泛�(yīng)用于眾多�(lǐng)�,在生活和生�(chǎn)中發(fā)揮著日益顯著的作用,人們不必“談核色變��

  航天�(lǐng)域的�(yīng)�

  宇宙航行�(duì)電源的要求非常高,除了功率必須滿足要求外,還要求體積�、重量輕和壽命長(zhǎng)� 能經(jīng)受宇航中各種苛刻條件的考驗(yàn)。盡管太�(yáng)能電池廣泛應(yīng)用在人造地球衛(wèi)星上,但是當(dāng)航天器運(yùn)行到地球背面,或在月球上漫長(zhǎng)的黑�,或在向�(yuǎn)離太�(yáng)的其他星球飛行中,太�(yáng)能電池就顯得力不從心,強(qiáng)烈的宇宙射線的照射甚至可能使能量�(zhuǎn)換元件失�。而核電池可以滿足各種航天器對(duì)電源的長(zhǎng)�、安全、可靠供電的要求,被航天界普遍看好并廣泛�(yīng)��1961 年美�(guó)�(fā)射的顆人造衛(wèi)星“探�(xiǎn)�1 �(hào)”, 上面的無(wú)線電�(fā)�(bào)�(jī)就是由核電池供電��1976 �,美�(guó)的“海�1�、“海�2�(hào)”兩艘宇宙飛船先后在火星上著陸,人類在短�5�(gè)月中得到的火星情況比以往歷史上所積累的全部情況還要多,它們的工作電源也是核電池。由于火星表面溫度的晝夜差超�(guò)100�,如此巨大的溫差,一般化�(xué)電池是無(wú)法工作的。據(jù)�(bào)道,我國(guó)自行研制的兩款月面巡視探�(cè)�(通稱月球�),也將利用根�(jù)同位素衰�?cè)戆l(fā)明的核電池。隨著人類航天活�(dòng)的日益拓�,必然對(duì)空間電源提出新的需求,同位素電池成為航天技�(shù)�(jìn)步的重要工具�

  �(yī)�(xué)�(lǐng)域的�(yīng)�

  �(yī)�(xué)�� �(zhǎng)壽命的核電池已經(jīng)廣泛�(yīng)用于心臟起搏器,全世界已有成千上�(wàn)的心臟病患者植入了核電池驅(qū)�(dòng)的心臟起搏器,挽救了他們的生命,使他們能夠重新享受人�。根�(jù)身體的活�(dòng)情況,一�(tái)心臟泵大約需�10~15瓦的電力,足以同一盞寫字臺(tái)熒光燈相比擬。以前在�(wú)法解決能源問(wèn)題時(shí),人們只能把能源放在體外,但連接體外到體�(nèi)的管線卻成了重要的感染渠�?,F(xiàn)在植入人體內(nèi)的微型核電池體積�18mm3,重�?jī)H100 多克�150mg�238Pu 作核電池的放射源可以連續(xù)使用10 年以上。目前在神經(jīng)模擬器和人工血壓調(diào)節(jié)器等�(yī)療器械中也開(kāi)始廣泛使用放射性同位素電池�

  深海等區(qū)域的�(yīng)�

  大海深處,也是核電池的用武之地。一些海底設(shè)施如海下聲吶、各種海下科�(xué)儀器、海底油井閥門的開(kāi)�(guān)、海底電纜的中繼站等需要的能源必須保證壽命�(zhǎng),通常的太�(yáng)能電�、燃料電池和其他化學(xué)電池很難勝任,只得派核電池去�。軍事上,核電池用于作海底潛艇導(dǎo)航信�(biāo),能保證航標(biāo)每隔幾秒鐘閃光一�,幾十年�(nèi)可不換電池。人們還將核電池用于水下�(jiān)�(tīng)器的電源用來(lái)�(jiān)�(tīng)敵方潛水艇的活動(dòng),在這方�,它既能安全可靠地工�,又花費(fèi)成本�、結(jié)�(gòu)也簡(jiǎn)單,可以�(shuō)是一位值得信賴的“好手�。地面上有許多終年積雪凍冰的高寒地區(qū)、遙�(yuǎn)荒涼的孤�、荒�(wú)人煙的沙�,還有南�、北極等,也需要建立氣象站和導(dǎo)航站。用其他電源,更換和維修極其困難。如果若用核電池,可建成自動(dòng)氣象站或自動(dòng)�(dǎo)航站,實(shí)�(xiàn)自動(dòng)記錄和自�(dòng)控制,常年無(wú)須更換和維修電源。最�,有�(bào)道稱微型核電池已被成功地引入手機(jī)電池�(lǐng)�,一旦投�(chǎn),手�(jī)即可終身免充�。也有科�(xué)家大膽地提出在電�(dòng)汽車上使用核電池的設(shè)�,或許將�(lái)使用核電池的汽車,在車輛使用周期�(jié)束后,電還沒(méi)用完。隨著核電池安全、效能和成本等問(wèn)題的解決和技�(shù)的不斷成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域必然會(huì)更廣��

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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