欧 频 周剑良 左国平 郭鹏伟

（南华大学核科学技术学院 衡阳 421001）

核电池是通过一定能量转换机制将放射性同位素衰变能转换为电能的电源装置，是核能利用的另一种方式。与常规电池相比，核电池具有能密度大、使用寿命长、环境适应能力强、体积小等优点，可在常规电池难以工作的场所对设备供电，具有极其重要的应用价值。

在各类核电池中，直接充电式核电池具有以下优点：(1)结构简单(并无复杂的换能器件)[1]；(2)开路电压高(其它类型核电池的开路电压低一般小于1 V)[2]；(3)输出功率稳定(其它类型核电池会因半导体或发光材料的辐射损伤而导致输出功率下降过快)。

不同驱动方式的微器件或微系统对电压需求在1–100 V[3]，直接充电式核电池开路电压高，可改变内部或外部条件，使输出电压适应不同电压需求的微器件或微系统。直接充电式核电池可用作加速器、电子显微镜、X射线装置、阴极射线管、光电倍增管等需装置的高压电源，也是电子-离子推进系统理想的加速电场。

然而，直接充电式核电池能量转换效率低[4]。为获得所需输出功率，须用很多放射性同位素源，这不利于电池的小型化或微型化，大大增加了电池成本。如何提高效率已成为直接充电式核电池的研究热点与关键。基于直接充电式核电池工作原理，本文给出了其充电方程，对其电输出参数、功率和效率等输出特性进行了计算或模拟，主要针对电池能量转换效率低的缺陷，给出了提高能量转换效率的一些途径。……