光电核电池

光电核电池是一种类型的核电池，其中核能被转换成光，然后将其用于产生电能.这是通过让放射性同位素发出的电离辐射撞击发光材料（闪烁体或磷光体）来实现的)，进而发射光子，在撞击光伏电池时产生电能。

诸如锝99或锶90之类的β发射体悬浮在包含受激准分子类型发光气体分子的气体或液体中，构成“尘埃等离子体”。这允许从发射尘埃粒子几乎无损地发射β电子。然后电子激发气体，其准分子线被选择用于将放射性转化为周围的光伏层，从而可以实现重量轻、低压、高效的电池。这些核素是来自核动力反应堆的成本相对较低的放射性废物。尘埃粒子的直径非常小（几微米），以至于来自β衰变的电子几乎没有损失地离开尘埃粒子。周围的弱电离等离子体由带有准分子谱线的气体或气体混合物（例如氪、氩和氙）组成，因此相当多的β电子能量被转化为这种光。周围的墙壁包含具有宽禁区的光伏层，例如金刚石。，将辐射产生的光能转化为电能。

一项德国专利描述了一种光电核电池，该电池由氩气、氙气或氪气（或其中两种或三种的混合物）的准分子组成，置于压力容器中，具有内部反射镜表面、精细研磨的放射性同位素和间歇性超声波搅拌器，用针对准分子调谐的带隙照亮光电池。当发射β的核素（例如，krypton-85或argon-39）发射β粒子时，它们会以最小的热激发窄准分子带中的电子。损失，因此这种辐射在高带隙光伏层（例如，在pn金刚石中）非常有效地转换为电能。与现有的放射性核素电池相比，单位重量的电功率可以增加10到50倍或更多。如果压力容器由碳纤维/环氧树脂制成，则据说其功率重量比可与带有油箱的吸气式发动机相媲美。这种设计的优点是不需要精密电极组件，并且大多数β粒子会脱离细碎的散装材料，从而为电池的净功率做出贡献。

• 放射性核素价格高。
• 高压（高达10MPa或100bar）重型安全壳。
• 安全壳失效会释放出细碎放射性同位素的高压射流，形成有效的脏弹。

固有的故障风险可能会将这种设备限制在基于空间的应用中，在这种应用中，只有在设备离开地球轨道后，才能将细碎的放射性同位素源从安全的运输介质中取出并放入高压气体中。

由于简单的β光伏核电池可以由现成的氚小瓶（涂有放射发光磷光体的氚填充玻璃管）和太阳能电池构成。一种具有14个22.5x3mm氚瓶的设计在1.6伏的xxx功率点下产生1.23微瓦的功率。另一种设计将电池与电容器相结合，一次为袖珍计算器供电长达一分钟。