1、離實用化還有很長的路要走。好消息是，俄羅斯研究人員剛剛開發(fā)出一種基于鎳-63的新型核電池設(shè)計，比普通商用電池的能量密度更高。

(資料圖片)

2、俄羅斯研究人員開發(fā)了一種核電池原型(via:MIPT)，其能量密度遠遠超過其他設(shè)備。

3、核電一直備受爭議，因為任何消散的核物質(zhì)都可能在環(huán)境中保留危險的輻射達幾十年(甚至幾個世紀)。

4、但出于同樣的原因，如果我們能恰當?shù)乩眠@一特性，我們就能讓核電站緩慢而持續(xù)地釋放能量：

5、有些核電池是基于‘電池’的原理，裝置中的放射源衰減并發(fā)射出粒子(電子和正電子)。

6、當它們與半導體層相互作用時，會產(chǎn)生電流。遺憾的是，這些電池雖然可以長時間持續(xù)提供能量，但第一功率密度也意味著只能‘流長流細’。

7、長時間提供相對較低的能量，使得核電源更適用于那些難以替代電池的應(yīng)用(如航天器或起搏器等植入式設(shè)備)。

8、然而，由莫斯科物理技術(shù)學院(MIPT)、超硬和新型碳材料技術(shù)研究所(TISNCM)和國立科技大學MISIS聯(lián)合開發(fā)的新型核電池采用了基于鎳-63的設(shè)計。

9、該放射性同位素的半衰期超過100年，研究團隊設(shè)計了一種全新的布局，以提高電池的功率密度。他們確定，如果它被包裹在厚度為10微米的夾層結(jié)構(gòu)中，鎳-63的最有效層厚度是2微米米.

10、上圖為新型核電池原型(via:超硬與新型碳材料技術(shù)研究所)。

11、考慮到鎳-63的半衰期，該核電池擁有3300 mWh/g 的能量密度，是傳統(tǒng)化學電池的10 倍以上。

12、此外，研究人員開發(fā)了一種更高效的方法，能夠以最小的損耗來批量生產(chǎn)鉆石薄層。 雖然生產(chǎn)鎳-63在很大程度上可能是棘手的，但團隊對10 年后的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)很有信心。

13、在未來，該團隊計劃繼續(xù)改進核電池的設(shè)計，并已確定了一些提高電池功率的方法。 其中包括富鎳-改變鉆石轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)、以及給予這些轉(zhuǎn)換器更大的表面積。

14、【研究配圖：a 為放射性鎳箔與材料厚度的關(guān)系，b 為鉆石換能器的電子吸收效率和厚度的關(guān)系（via：MIPT）】

15、有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《鉆石與相關(guān)材料》 （ ）期刊上。 原標題為：

16、 《High power density nuclear battery prototype based on diamond Schottky diodes》

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