孔白笑呵呵的坐在那里,听着小萝莉喋喋不休的说着她在中海的所见、所闻、所感,但是鬼知道他到底听进去了多少?
他的心思,不停地在自己那些有趣的新发现上来回游荡,还不忘了在思考如何利用这些新发现,最大程度提高电池性能、稳定性和缩小体积的同时,向着巧巧微笑点头,做出认真倾听状。
在他未来两周的研发计划中,核电池还有另外一个重要的研发方向,那就是相对比较廉价,能效比却比较中庸的,但是可以普及到一般军事人员便于携带,为随身的电子设备长期持续供电的微型核电池。
在孔白的研究中,放射性同位素的选择,是实现微型核电池的最重要的方面。
选择何种放射性元素,作为微型核电池的“燃料棒”,主要是考虑辐射类型,释放能量密度、放射性相对比、价格和半衰期,还有一个最重要的考虑因素,就是安全性。
放射性物质逸散的伽马射线,具有很强的穿透能力。大剂量的伽马射线照射,能够直接破坏人体的dna结构,需要大体积的外部屏蔽装置,以减小其危害性,但是却会极大的增加电池体积和重量。
而α粒子可以引发固体半导体产生电子空穴对,从而释放电流,但是会造成严重的晶格缺陷,从而降低电池使用寿命。
而微型核电池,受体积限制又不能采用液晶半导体,结合内部复杂的碳化硅结构设计,来解决这一问题。
因此,微型核电池的“燃料棒”所使用的放射性元素,最现实的选择,就是能够尽量放射出相对较纯β射线的那种元素!
这样一来,答案就呼之欲出了!
镍63具有超过100年的放射期,是这种核电池“燃料棒”首选元素。
从镍63中发射出除β射线以外的粒子或电子,具有相对较低的辐射射线能量,低于引起硅晶体结构永久性损伤的200250千电子伏特的阈值能量。
另一方面,镍63最高能放射出运动能量为67千电子伏特的电子,无法穿透人类皮肤的外层,这也保证了电池携带者的安全。
而且,孔白还受到“核能钻石”的启发,在设计这种电池中,完全可以加入大量的微型人造钻石,从而引发如“核能钻石”那种的微电流!
他计划将镍63的这种便携式核电池,设计成为层层堆叠结构,从而能够有效增加电池的输出功率。
具体的说,就是将厚度为5微米左右的镍63薄片,包裹在两片10微米厚的、由半导体和密集微型人造钻石组成的能量转换装置中,形成一个类似三明治的内部电池结构。
通过理论上计算镍63的半衰期和辐射能量,这种核电池将拥有3500兆瓦小时\/克的能量密度,是传统化学电池的10倍以上。
再叠加上可达百年左右的使用寿命,这种核电池相较传统化学电池的提升幅度,何止千倍、万倍!
如果未来加工工艺能够更进一步,将每层结构做的更薄,那么这种电池还有进一步提升性能的空间!
镍63核电池的优点就是,在性能强悍的基础上,还相对的比较廉价,性价比相对比较高!
当然,那是相对“核能钻石”那种昂贵到天际的超级电池来讲的,如果拿他与钍232大型核电池来做对比的话,还是有点小贵!
但是缺点也很明显,一旦这种电池被蓄意破坏,内部结构暴露出来,还是比较具有危险性的,大范围普及到民用应该不太现实!
不过作为便携式的军用电池,那是完全没有问题的!
即使出现了电池结构破坏,以军事组织的管理能力,也完全可以做到及时处理,不留祸患的程度!
孔白是越想越开心!
如果这种电池再研发成功的话,那么自己的百倍以上“超级电池”,就又多了一种了!
 
第115章 各人的乐趣和大白的想法[1/2页]