微型核電池,微型核電池的探索，簡介，同位素選擇，前景展望
“核電池”也被叫做“原子能電池”或“放射性同位素溫差發(fā)電器”。是由一些性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，如碲化鉍、碲化鉛、鍺硅合金和硒族化合物等，把許多材料串聯(lián)起來組成。另外還得有一個合適的熱源和換能器，在熱源和換能器之間形成溫差才可發(fā)電。
核電池的熱源是放射性同位素。它們在蛻變過程中會不斷以具有熱能的射線的形式，向外放出比一般物質(zhì)大得多的能量。這種很大的能量有兩個令人喜愛的特點。一是蛻變時放出的能量大小、速度，不受外界環(huán)境中的溫度、化學(xué)反應(yīng)、壓力、電磁場的影響，因此，核電池以抗干擾性強和工作準(zhǔn)確可靠而著稱。另一個特點是蛻變時間很長，這決定了核電池可長期使用。核電池采用的放射性同位素來主要有鍶－90（Sr－90，半衰期為28年）、钚－238（Pu－238，半衰期89.6年）、釙－210（Po-210半衰期為138.4天）等長半衰期的同位素。將它制成圓柱形電池。燃料放在電池中心，周圍用熱電元件包覆，放射性同位素發(fā)射高能量的α射線，在熱電元件中將熱量轉(zhuǎn)化成電流。
核電池的核心是換能器。目前常用的換能器叫靜態(tài)熱電換能器，它利用熱電偶的原理在不同的金屬中產(chǎn)生電位差，從而發(fā)電。它的優(yōu)點是可以做得很小，只是效率頗低，目前熱利用率只有10％～20％，大部分熱能被浪費掉。 在外形上，核電池雖有多種形狀，但最外部分都由合金制成，起保護(hù)電池和散熱的作用；次外層是輻射屏蔽層，防止輻射線泄漏出來；第三層就是換能器了，在這里熱能被轉(zhuǎn)換成電能；最后是電池的心臟部分，放射性同位素原子在這里不斷地發(fā)生蛻變并放出熱量。
物理學(xué)家理查德·菲利普·費曼（Richard P. Feynman）在其1959年美國物理協(xié)會上著名的講演中曾經(jīng)宣稱“未來將出現(xiàn)一個小得驚人的世界�！碑�(dāng)時他展望了使我們能夠制造微米和納米級機(jī)器的物理學(xué)定律，并且預(yù)言總有一天我們能在針頭上書寫下全套大英百科全書。由于微電子技術(shù)日益精深的發(fā)展使費曼的遠(yuǎn)見正在開始成為現(xiàn)實�，F(xiàn)在，微米和納米級的器件被應(yīng)用于各種各樣的電子設(shè)備中，形成了一個幾十億美元的大市場。在這些正蓬勃發(fā)展的革命性應(yīng)用中，包括能在指甲蓋大小的器件里存儲數(shù)百GB信息的高密度存儲器、用于增強型顯示器和光通信設(shè)備的微鏡，以及能使手機(jī)變得更小并大大改善通話質(zhì)量的高選擇性射頻濾波器。
