一種同位素電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種同位素電池。
【背景技術(shù)】
[0002]同位素電池是一種利用放射性同位素衰變過程中輻射出的粒子來進(jìn)行發(fā)電的裝置。通過核能發(fā)電一直被人們視為一種優(yōu)質(zhì)、高效的發(fā)電方式，為此，人們設(shè)想了各種將放射性同位素衰變過程中的核能轉(zhuǎn)變到各種電能的方式，目前在同位素電池已被廣泛應(yīng)用于很多極端環(huán)境，例如，航天、海底、極地、荒漠等諸多領(lǐng)域，。同位素電池能夠?yàn)橛秒娫O(shè)備提供穩(wěn)定、持續(xù)的電能?，F(xiàn)有的同位素電池主要有放射性同位素溫差電池技術(shù)、熱離子發(fā)射同位素電池、P-N結(jié)同位素電池等等。目前同位素電池還存在體積太大、成本過高、放射性污染風(fēng)險(xiǎn)大等問題【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種同位素電池，從而減小同位素電池的體積，使同位素電池能夠重復(fù)使用。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種同位素電池，包括:同位素、保護(hù)殼、導(dǎo)光盒、光電轉(zhuǎn)換板以及用于存放所述同位素的同位素管，所述導(dǎo)光盒、所述光電轉(zhuǎn)換板以及所述同位素管均設(shè)置于所述保護(hù)殼內(nèi)；所述同位素管內(nèi)壁設(shè)置有熒光粉，所述熒光粉的受激發(fā)射光譜與所述光電轉(zhuǎn)換板的吸收光譜相匹配；所述同位素管放置于所述導(dǎo)光盒內(nèi)；所述光電轉(zhuǎn)換板貼附于所述導(dǎo)光盒外壁，所述光電轉(zhuǎn)換板與所述保護(hù)殼電連接，所述光電轉(zhuǎn)換板的正電極、負(fù)電極均伸出所述保護(hù)殼外。
[0006]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光盒設(shè)置有多個容納腔，所述同位素管放置于所述容納腔。導(dǎo)光盒設(shè)置有多個容納腔，從而可以將存放多個同位素管，同時也將各個同位素管之間相互隔離開。將同位素分別存放于不同的同位素管，從而可以防止由于將大量的同位素存放于一個同位素管中，當(dāng)此同位素管破裂或者損壞后而發(fā)生大量同位素泄露的情況。采用多個同位素管分別儲存同位素，一方面減少了泄露造成的浪費(fèi)，另一方面也提高同位素電池的工作穩(wěn)定性，即使有同位素管發(fā)生破裂、損壞的情況，也可以通過其他完好的同位素管進(jìn)行發(fā)電。此外，導(dǎo)光盒設(shè)置多個容納腔可以在一定程度上降低其重量，有利于提高同位素電池的微小化和輕便化。
[0007]進(jìn)一步地，所述同位素管、所述容納腔均為圓柱形。圓柱形的同位素管和容納腔制作相對方便，同位素管的弧形外表面的機(jī)械應(yīng)力小，不容易產(chǎn)生裂紋或者由于碰撞而發(fā)生破損的情況。
[0008]進(jìn)一步地，所述同位素管、所述容納腔均為六棱柱形。同位素管和容納腔具有多條棱，從而使得同位素管放入容納腔時可以被卡緊，同位素管不容易發(fā)生轉(zhuǎn)動或者搖晃的情況，從而可以保證由同位素管發(fā)出的熒光的完整性或連續(xù)性，確保發(fā)電的質(zhì)量。
[0009]進(jìn)一步地，所述容納腔內(nèi)壁設(shè)置有軸向分布的凹槽，與所述凹槽對應(yīng)處的所述同位素管的側(cè)板設(shè)置有凸塊，所述凸塊伸入所述凹槽。當(dāng)同位素電池處于運(yùn)動或者移動相對較劇烈的使用場合時，同位素管容易放生晃動，進(jìn)而影響其發(fā)電的質(zhì)量，尤其是當(dāng)同位素管抖動而從容納腔中脫離，更可能破壞同位素管造成發(fā)電的不穩(wěn)定。凸塊與凹槽的配合可以將同位素管牢牢地限定于容納腔內(nèi)，防止同位素管晃動太過劇烈。
[0010]進(jìn)一步地，所述容納腔的側(cè)壁與所述同位素管的側(cè)壁之間設(shè)置有透光隔層。透光隔層將同位素管和容納腔隔離開，防止兩者直接碰撞而接觸，造成同位素管受到破壞的情況。透光隔層還具有增透作用，將由同位素管內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光盡可能多地導(dǎo)出，提高熒光的利用率，改善同位素電池的光電轉(zhuǎn)換效果。
[0011]進(jìn)一步地，所述同位素管的一端設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有磁鐵。由于同位素管內(nèi)的同位素的儲存量有限，而且隨著同位素的衰變，最終同位素管內(nèi)的同位素會逐漸失去激發(fā)熒光的能力，從而失去發(fā)電作用。當(dāng)同位素管內(nèi)的同位素消耗完以后，需要取出同位素管進(jìn)行更換。同位素管相對比較脆弱，如果在取出的過程中造成破損這就會影響同位素電池的正常工作。為了方便取出消耗盡同位素的同位素管，在其一端設(shè)置凹槽并且放置一磁鐵，通過磁性作用即可實(shí)現(xiàn)非接觸式的取出，然后更換同位素管的目的。
[0012]進(jìn)一步地，所述同位素電池設(shè)置有一端開口的回收管，所述回收管設(shè)置有管蓋，所述管蓋與所述回收管螺紋連接，所述回收管設(shè)置有容納所述同位素管的空腔。消耗盡同位素的同位素管需要妥善安置或者再利用，這就需要對耗盡同位素的同位素管進(jìn)行回收、存放。為了避免同位素管被破壞，利用回收管儲存和放置同位素管，避免運(yùn)輸過程中發(fā)生同位素管破裂或者遺落的情況。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)光盒設(shè)置有封蓋，所述封蓋面向所述同位素管的一面設(shè)置有全反射鏡片。為了方便取出同位素管導(dǎo)光盒設(shè)置有封蓋的一面不能被光電轉(zhuǎn)換板遮擋，這就使得由熒光粉發(fā)射出的熒光從導(dǎo)光盒的一面逃逸，無法被充分利用熒光進(jìn)行發(fā)電。針對這一情況，導(dǎo)光盒設(shè)置封蓋用以對內(nèi)部的同位素管進(jìn)行保護(hù)，防止其被外部物體所損傷。此夕卜，封蓋設(shè)置有全反鏡片，用以將熒光反射會導(dǎo)光盒內(nèi)，以便光電轉(zhuǎn)換板使用發(fā)電，提高熒光的利用率。
[0014]進(jìn)一步地，所述同位素為氚。氚的放射性衰變產(chǎn)生的射線的能量較低，在空氣中的傳播距離非常短，對人體的危害小，不容易產(chǎn)生放射性污染。由于氚的貝塔衰變能夠被熒光粉大量地吸收，從而可以充分利用其衰變所產(chǎn)生的能量來進(jìn)行發(fā)電。另一方面，氚的半衰期比較長，其衰變的速度相對較慢，從而可以使得同位素電池的發(fā)電時間增加，提高其使用壽命O
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0016]同位素電池作為一種微型的電能發(fā)生系統(tǒng)，由于其不易受到外界的干擾、發(fā)電穩(wěn)定，在一些特殊使用場合具有較高的使用價(jià)值。本實(shí)用新型提供的同位素電池具有以下特占.V.
[0017]1.體積小。現(xiàn)有的同位素電池的輸出功率一般與體積呈現(xiàn)正相關(guān)性，為了提高其輸出功率，會增加電池的體積。本實(shí)用新型中的同位素電池采用同位素與光電轉(zhuǎn)換器件分離的方式，使得輻射溢出大量減少，輻射能量被有效的利用起來，相同體積小具有更高的電能輸出能力，同時也有利于縮小其體積。
[0018]2.成本低。本實(shí)用新型提供的同位素電池采用熒光光電轉(zhuǎn)換機(jī)制發(fā)電，可以大大降低同位素電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，結(jié)構(gòu)相對簡單；由于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)相對比較成熟，從而降低了同位素電池的電能轉(zhuǎn)換難度，便于實(shí)際的使用和維護(hù)，從而可以大幅降低其制作和使用費(fèi)用。
[0019]3.可重復(fù)使用。由于將放射源和光電轉(zhuǎn)換器件分離設(shè)置，放射源相對獨(dú)立，當(dāng)放射源耗盡后，可以進(jìn)行更換，從而增加了其使用的壽命。
[0020]4.更加安全。熒光物質(zhì)對放射源的能量要求不高，使得同位素電池可以采用能量相對較低的放射源，而且由于具有屏蔽體，可以有效地防止發(fā)射源對外部人體、其他用電設(shè)備或者各種元器件的損害。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同位素電池中的光電轉(zhuǎn)換板與導(dǎo)光盒的連接狀態(tài)不意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同位素電池中的封蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同位素電池中的同位素管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的同位素電池的整體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明
[0027]光電轉(zhuǎn)換板101 ;導(dǎo)光盒102 ;容納腔103 ;封蓋104 ；
[0028]全反射鏡片105 ;焚光粉106 ;同位素管107 ;磁鐵108 ；
[0029]保護(hù)殼109。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]同位素電池作為一種利用元素衰變過程釋放的能量發(fā)電的裝置，以其獨(dú)特的性質(zhì)而備受關(guān)注。早期的同位素電池著重于利用同位素電池進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換，由于同位素電池的特點(diǎn)而使得其轉(zhuǎn)化效率低下?，F(xiàn)有的同位素電池多采用通過同位素的輻射粒子來進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，其中尤以輻射伏特效用的使用比較普遍，但是由于輻射源與電能轉(zhuǎn)換器件為一體結(jié)構(gòu)，使得同位素電池的體積相對較大，而且同位素電池的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，不便于維護(hù)和二次使用。這就大大限制了同位素電池的使用。針對上述問題，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種將放射源和電能轉(zhuǎn)換期間分離開的同位素電池，通過使用熒光粉作為輻射能量的吸收和轉(zhuǎn)換劑，然后再利用光生伏特作用將熒光所攜帶的能量轉(zhuǎn)換為電能，從而提高了同位素電池的能量轉(zhuǎn)化效率，簡化了同位素電池的結(jié)構(gòu)，增加其使用次數(shù)和壽命。
[0032]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可