слідження експериментальних образів автономного джерела живлення, забезпечує:
діапазон вимірюваних струмів від 10 пА до 1 А;
діапазон вимірюваних напруг від 1 мкВ до 21 В;
забезпечується вимір на пластині.
Ескізна конструкторська документація на вимірювальний стенд для перевірки параметрів експериментальних зразків автономного джерела живлення на основі радіоізотопних матеріалів і кремнієвої pin структури в складі креслення загального вигляду, функціональна схема, схема електрична, підключень, з'єднань та інструкції з експлуатації представлена в окремому документі.
8. Проведення досліджень основних параметрів і характеристик існуючих зразків автономних джерел живлення
Основним параметрів для всіх пристроїв, які використовують радіоактивний матеріал, є вимога безпеки. Радіоактивний матеріал, що використовується в сьогоднішніх бетавольтаіческіх батарейках, має низькоенергетичний спектр, генеровані частинки зупиняються шаром шкіри, тому стандартна упаковка напівпровідникових приладів добре підходить для зниження потоку частинок.
Наступний параметр бетавольтаіческіх батарей це термін служби. Джерела живлення на основі радіоізотопів володіють високою енергоємністю з низькою вихідною потужністю, що дозволяє таким пристроям мати термін служби, що перевищує термін служби конденсаторів і хімічних батареї потужності. Бета батарейки часто порівнюють з акумуляторами і конденсаторами, але вони працюють у різних режимах. Акумулятори та конденсатори використовують різні електрохімічні реакцій для зберігання енергії, а бета батарейки безперервно виробляти енергію, яка може бути надана безпосередньо до пристрою або може бути накопичена за допомогою акумулятора або конденсатора. Такі батарейки можуть працювати більше 50 років і використовуватися в космосі, медицині і в автономних датчиках.
Так само до основних параметрів відноситься критерій якості бета батарейки. Цей показник враховує коефіцієнт використання обсягу радіоізотопа і напівпровідникового матеріалу і коефіцієнт перетворення іонізуючого випромінювання. Всі існуючі розробки не дозволяють поки створювати мініатюрні джерела енергії, які могли б здійснювати основне електроживлення.
Фірма City Labs Inc. з 2005 року розробляє і виробляє автономні джерела живлення з тривалим терміном служби (більше 20 років) під маркою NanoTritium ™. У 2010 році фірма отримала контракт майже в один мільйон доларів США від фірми Air Force Research Laboratory на розробку нових батарей, які можуть використовуватися в галузі оборони [51].
В даний час компанія спонсорується NASA. City Labs виробляє батареї на основі тритію, що є найбільш безпечним серед радіоактивних матеріалів, придатних для використання в автономних джерелах живлення. Джерела живлення використовуються там, де важкодоступна заміна батарей і потрібно малопотужний джерело безперервного живлення з тривалим терміном служби.
В даний час фірма City Labs пропонує моделі батарейок NanoTritium ™, зразок показаний на малюнку 61, з напругою 0.8, 1.6 і 2.4 В і максимальним струмом 350 нА. Розмір цієї батарейки складає 16 х 35 мм.
Малюнок 61 - Зразок NanoTritium ™
Американська компанія BetaBatt, Inc. отримала грант на комерціалізацію технології створення автономних джерел живлення від Національного наукового фонду (National Science Foundation), який фінансував також початкові дослідження. Компанія має патенти на 3D конструкції перетворювачів енергії на основі нанопористого кремнію. Ключовим нововведенням патентів є розподіл бета-випромінювання по всьому об'єму осередку. Очікується що, перше і друге покоління батарейок BetaBatteriesТМ буде працювати на основі тритію. Вихідна потужність повинна становити 50 і 175 мкВт/см3, з майбутнім потенціалом до 2000 мкВт/см3. Станом на 2010 рік [52] виробництво компанією BetaBatt, Inc. так і не було розпочато з невідомої причини.
У 2003 році була заснована компанія Widetronix Inc., яка була нагороджена грантом у 1200000 доларів (TSEC) і 1 млн доларів від міністерства оборони США. Widetronix виробляє бетавольтаіческіе батарей, з відносно низьким енергоспоживанням і довгим терміном експлуатації. У якості напівпровідникового матеріалу для створення бетабатарей використовується карбід кремнію. Додатковий 1 млн доларів від міністерства оборони був виданий для підтримки програми анти-саботажу, яка спрямована на захист американських ракетних технологій від компрометації. Так само фірма Widetronix планує відкрити центр виготовлення прототипів [53].
Останні розробки фірми Widetronix лежать в області створення мініатюрного джерела живлення для фізіомоніторінга і терапевти...
