CN2052960U

CN2052960U - 原子能电池

Info

Publication number: CN2052960U
Application number: CN88217877U
Authority: CN
Inventors: 刘鲁豫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-02-14

Abstract

原子能电池是利用光电池转换效应，在太阳能电池原理的基础上加以合理改进而制成的，它由外壳、电极、半导体形成的P—N结光电池、放射物质、防护及绝缘层构成，该电池体积小，能量大，使用方便，可广泛应用于工业、农业、交通运输，国防，科研及日常生活。

Description

当前能源问题为世人所关注。随着高科技与工业的发展，电能、化学能、热能已不能完全满足要求，因而人们越来越多的集中在如何将原子能利用于工业、农业、国防及日常生活等各个方面，并取得了可喜的成就。本实用新型的任务就是提供一种能在实际生产及生活中得到应用的原子能电池。

原子能电池是以放射性物质放出的r射线、β射线为光源，当r射线、β射线照射在光电池上时，由于光电效应，光电池就产生电流、电压，将电流引出就可以作为各种电器的电源，由于一个r光子能量为几十万电子伏特，而一般可见光的光子只有几个电子伏特，所以，原子能电池将会成为一种体积小，能量大的电源得到广范的应用。原子核能发射r射线这一放射性是一种原子核反应过程，我们就把以放射性元素或放射性同位素等放射性物质为放射源的光电池叫原子能电池（或称原子核能电池）。

本实用新型的任务是这样实现的。原子能电池是在太阳能电池的基础上加以合理的改进而获得的。我们知道，太阳能电池是一种将光能直接转换成电能的半导体器件，它的原理是光电转换效应。太阳能电池是由两种不同导电类型的半导体材料即N－电子型，P－空穴型构成，当这两种材料接触时，便在交接面形成一个P－N结，在光照射在半导体的P－N结边界区，就会产生电子和空穴，电子向N型区移动，空穴向P型区移动，从而在P－N结附近建立内电场（或称势垒电场），P型半导体与N型半导体之间产生电压，实验表明，每一电子——空穴对当没有负载时，开路电压为0.4－0.5伏特，有负载时，最大电流值约为35毫安左右，将许多个并联起来则可产生电流。将许多个串联起来可产生电压。其光电转换大致可分为三个过程：

（1）吸收一定能量的光子，使半导体内的原子释放出电子，相应出现空穴，产生电子——空穴对（光生载流子）；

（2）这些电性相反的光生载流子被静电场分解；

（3）光生载流子被电池的两极收集，在外电路中产生电流，从而获得有用的电能。

原子能电池就是利用太阳能电池这一原理及其半导体材料的P－N结特性，将太阳光源改为放射光源，并将半导体材料－P型材料、N型材料密封在有安全保护的外壳内，放射性光源放在P型与N型半导体材料之间的空腔内。并从P型与N型半导体形成的P－N结上用导线引出正负电极接在外壳电极接线柱上，这样就构成可随时应用的原子能电池。该原子能电池体积小，能量大，应用范围广，是一种前途十分宽广的能源。

以下结合附图对本实用新型结构作详细说明。

图为本实用新型的一种原子能电池的结构示意图。

由图可知，一种原子能电池是在圆柱形不锈钢外壳1中，紧靠外壳装有圆柱形陶瓷绝缘体2，在绝缘体内层里侧装有用铅皮做成的圆柱形防护层3，铅皮的厚度以防止射线穿透为准，防护层内侧再装以中空圆柱形陶瓷绝缘体4并开有槽6，在绝缘体4内的光电池是由半导体材料形成的圆柱形P－N结8、9、28、29构成，圆柱形P－N结8、28用圆柱突头与圆柱形槽套在一起，并在中间开圆形空腔30，腔内放放射物质27，在P－N结9上盖以圆形陶瓷绝缘片盖15，并在上面用铅或其它防止射线射出的防护材料做成的防护圆片16加以保护，绝缘片盖15上开有用作接电极引线的槽A、23，防护圆片16上开引线槽11、22，为了使用安全，在防护圆片16上面再加以圆形绝缘陶瓷片17，并开引线槽12、21、，18、14，圆柱形外壳1的上部及绝缘陶瓷片17的上面用绝缘的圆片盖20加以密封，盖上有接线柱13、19，导体引线7通过引线槽14、12、11、A、6分别接在接线柱13和导体引线5、10上，引线10与P－N结9相接，引线5与P－N结29相接，导体引线24通过引线槽18、21、22、6分别接在接线柱19和导体引线25、26上，引线25与P－N结8相接，引线26与P－N结28相接。

该电池使用起来非常方便，在放射性物质未放射完以前，只要按使用普通电池的方法一样，将原子能电池的正负极接到所要使用的电器上，亦可打开电器上的开关进行操作，使用方便，效率高，可做成各种式样及规格，广泛应用于工业、农业、交通运输、国防、科研及日常生活等方面，前途十分宽广。

Claims

1、一种由外壳、电极及放射性物质构成的原子能电池，其特征在于在圆柱形外壳1中，紧靠外壳装有圆形绝缘体2，在绝缘体内层里侧装有圆柱形防护层3，防护层内侧再装以中空圆柱形绝缘体4，并开有槽6，中空绝缘体4内装以光电池，两光电池之间开有空腔30，腔内放放射质27，光电池上盖以圆形绝缘片盖15，其上面再装以用铅做成的防护圆片16加以保护，盖15上有引线槽A、23，防护圆片16上开引线槽11、22，在防护圆片上面再加以圆形绝缘片17，并开引线槽12、21、18、14，圆柱形外壳1的上部及绝缘片17的上面用绝缘的圆片盖20加以密封，盖上有接线柱13、19，导体引线7通过引线槽14、12、11、A、6分别接在接线柱13和导体引线5、10，引线10与P-N结9相接，引线5与P-N结29相接，导体引线24通过引线槽18、21、22、6分别接在接线柱19和导体引线25、26上，引线25与P-N结8相接，引线26与P-N结28相接。

2、根据权利要求1所述的原子能电池，其特征在于所说的光电池是由半导体材料形成的P－N结8、9、28、29构成。

3、根据权利要求1所述的原子能电池，其特征在于所说的绝缘体为绝缘陶瓷材料做成。

4、根据权利要求1所述的原子能电池，其特征在于其形状还可以做成各式各样，各种规格。