justify"> ВАХ - вольтамперная характеристика
ОПЗ - область просторового заряду
Введення
Розробка автономних джерел живлення зі недалекому служби більше 10 років в даний час є гострою проблемою у розвитку пристроїв знаходяться на віддаленні від стаціонарних джерел живлення, або у важкодоступних місцях. Прикладом таких пристроїв є: морської та космічної техніки, приладів для освоєння далекого півночі.
Для вирішення даної проблеми можна використовувати ядерна батарея. Термін їх служби визначається періодом напіврозпаду і може становити десятки і сотні років. Найбільш перспективний напрямок перетворення іонізуючого випромінювання радіоізотопних джерел це створення напівпровідникових бетавольтаіческіх батарей. У світі є бетавольтаіческіе батареї, засновані на pn переходах і бар'єрах Шотткі в кристалах кремнію, карбіду кремнію, нітриді галію, однак, незважаючи на велику кількість досліджень, до справжнього моменту в світі відсутні технології створення компактних радіоізотопних джерел електроенергії, потужність яких була б достатня для основного харчування.
З наведеного в першому розділі дипломної роботи аналізу спеціальної зарубіжної літератури та патентних досліджень випливає, що останнім часом великий розвиток отримали малопотужні радіаційно-стимульовані джерела живлення на основі бета ізотопів.
Автором запропоновані нові конструкції бетавольтаіческіх батарейок, створених за технологією травлення глибоких вертикальних канавок і хіміко-динамічного травлення.
Очевидно, що для досягнення поставленої мети? створення нового автономного джерела живлення на основі радіоізотопних матеріалів з радикально кращими характеристиками необхідне рішення наступних завдань:
? розробка математичної моделі елементарної комірки автономного джерела живлення;
? вибір оптимального радіоізотопа;
? розробка конструкцій елементарної комірки автономного джерела живлення;
? розробка технології виготовлення автономного джерела живлення;
? виготовлення експериментальних зразків автономного джерела живлення, з напругою холостого ходу 0,3 В і струмом короткого
замикання 40 нА; ? розробка методики досліджень експериментальних зразків автономного джерела живлення;
? проведення досліджень експериментальних зразків автономного джерела живлення;
? розробка ЕСКД і ТЗ на ДКР.
1. Аналітичний огляд сучасної науково-технічної літератури в області розробки радіоізотопних джерел живлення
. 1 Анотація
Радіоізотопні джерела енергії - пристрої різного конструктивного виконання, що використовують енергію, що виділяється при радіоактивному розпаді, для нагріву теплоносія або перетворюють її в електричну енергію. Радіоізотопне джерело енергії принципово відрізняється від атомного реактора тим, що в ньому використовується не керована ланцюгова реакція, а енергія природного розпаду радіоактивних ізотопів. Пристрій, що генерує електричний струм внаслідок опромінення зарядженими частинками, що випускаються радіоактивним ізотопом називається радіоізотопна батарея.
Вперше пристрій для перетворення радіоактивного розпаду продемонстрував Генрі Мозель в 1913 р Такі батареї можуть генерувати електрику більше 10 років [1].
Радіоізотопні джерела електричної енергії можуть призвести прорив у мікроелектроніці, використовуючи їх в мікроелектромеханічних системах (МЕМС) і нанотехнологіях. Відпаде необхідність у використанні проводів і трансформаторів для нового покоління мікроприладів. Ядерна батарея, мають більш високою вихідною щільністю потужності, ніж хімічні батареї.
Радіоізотопні генератори не залежить від умов навколишнього середовища і можуть працювати в великому діапазоні температур, тиску, і під водою. Такі генератори автономні і не потребують перезарядці.
1.2 Класифікація перетворювачів іонізуючого випромінювання
Перетворювачі іонізуючого випромінювання можна розділити на дві групи - термічні та Нетермічні (малюнок 1).
Тип преобразователяТерміческіеНетерміческіеКосвенное преобразованіеПрямое преобразованиеТермоэлектрическиеТермоионическиеФотогальванические батареіБетавольтаіческіе батареіЕлектріческая енергія Рисунок 1 - Перетворювачі іонізуючого випромінювання
У термічних перетворювачах електрику генерується за рахунок різниці температур. Такі перетворювачі включають в себе термоелектричні генератори і термоіонного генератори. Інші перетворювачі не ...
