近日,由無錫貝塔醫藥科技有限公司與西北師范大學聯合攻關的國內首款碳-14核電池"燭龍一號"工程樣機成功問世。這一突破性成果不僅填補了我國在微型核電池領域的空白,更標志著我國在核能技術應用與放射性同位素能源開發方面取得重要進展。
據項目總負責人、西北師范大學碳-14核電池團隊首席科學家蘇茂根教授介紹,研發團隊歷時五年攻關,成功突破三大核心瓶頸:一是采用新型離子交換樹脂法制備出比活度達120GBq/g的碳-14靶材,較國際同類產品提升3倍;二是創新設計多級耦合式β衰變能量捕獲系統,將換能效率從傳統設計的18%提升至32%;三是攻克了極端環境下的材料穩定性難題,使器件在-40℃至85℃范圍內仍能保持穩定輸出。
作為全球首款基于碳-14同位素的微型核電池,"燭龍一號"展現出的超長使用壽命令人矚目。其搭載的碳-14放射性核素半衰期長達5730年,理論能量密度高達2200Wh/kg,是鋰電池的10倍以上。在西北師范大學實驗基地,搭載該電池的LED照明系統已連續工作112天,累計完成35,200次脈沖閃爍測試,性能指標全面超越美國Beta Batt公司研發的同類產品。
中國核能行業協會專家指出,微型核電池作為"能源芯片",在航天器深空探測、極地科考站、植入式醫療設備等領域具有不可替代的戰略價值。"燭龍一號"的問世使我國在微型核能領域首次實現從跟跑到并跑的歷史性跨越,特別是在碳-14資源化利用方面,開創了放射性同位素能源開發的新模式。
據悉,研發團隊已與航天科技集團、中國科學院深海研究所等單位達成合作意向,計劃2024年底前完成"燭龍二號"中試產品研制。無錫貝塔醫藥科技CEO李明透露,公司正在建設年產300公斤碳-14靶材的生產線,預計2025年可實現規模化生產。"我們的目標是打造覆蓋從毫克級到千克級的完整產品矩陣,滿足不同場景的能源需求。"
該成果發布后引發國際學界高度關注。《自然·能源》雜志審稿人評價:"這項研究解決了放射性同位素電池領域長期存在的能量轉換效率與安全性矛盾,為人類開發利用核能提供了全新范式。"隨著"燭龍"系列產品的推廣應用,我國有望在全球微型核能產業競爭中占據戰略主動。
目前,"燭龍一號"已通過國防科工局組織的專家鑒定,相關技術專利已在美國、日本、歐洲等主要市場完成布局。這項具有完全自主知識產權的創新成果,不僅彰顯了我國在尖端核能技術領域的研發實力,更為推動新能源革命提供了重要技術支撐。
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