人民網(wǎng)>>經(jīng)濟·科技   2026年07月18日

西北師范大學(xué)日前對外發(fā)布“千紀源天樞”碳-14核電池和“千紀源能樞”碳化硅換能器兩項核心成果，標志著我國在微型同位素電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全鏈條技術(shù)自主可控，完成了從實驗室研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵跨越。

微型核電池，是一種利用放射性同位素衰變能轉(zhuǎn)化為電能的微型裝置。它無需外部能源輸入、不用補充燃料，工作原理與太陽能電池類似，通過輻射伏特效應(yīng)將衰變能轉(zhuǎn)化為電能。其功率集中在納瓦至微瓦量級，適用于傳感器供電、信號發(fā)射等低功耗信息傳感場景，不具備為手機、家電等瓦級以上功率設(shè)備供電的能力。

西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院博士、技術(shù)負責人張光輝介紹：“碳-14核電池的核心功能是解決極端工況下長壽命微功率傳感器的能量供給難題。”由于碳-14的半衰期長達5730年，理論上碳-14核電池擁有長達數(shù)千年的超長壽命。同時，放射源衰變時放出的粒子能量、速度，不受外界溫度、壓力、電磁場及化學(xué)反應(yīng)的影響，可在深空、深海、極地等極端環(huán)境中穩(wěn)定工作。

核電池由放射源、換能器和封裝結(jié)構(gòu)三部分組成，其中換能器是最核心的部件，承擔著將放射源衰變能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵作用。此次團隊自主研發(fā)的碳化硅換能器可適配多種放射源，能量轉(zhuǎn)換效率高，達到國際先進水平。

去年3月，該團隊發(fā)布國內(nèi)首款碳-14核電池原型機“燭龍一號”。在此基礎(chǔ)上，“千紀源天樞”碳-14核電池實現(xiàn)了小型化、高功率、低成本、高集成的系統(tǒng)性升級。

新品在16.8立方厘米體積內(nèi)實現(xiàn)1.13微瓦的功率輸出，體積縮減至前代的17%，體積功率密度提升15.5倍，放射源用量降至前代的22%，成本大幅下降。

據(jù)西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院教授、研發(fā)團隊負責人蘇茂根介紹，此次發(fā)布的“千紀源”系列成果實現(xiàn)了五項關(guān)鍵技術(shù)突破，涵蓋放射源適配技術(shù)、碳化硅換能技術(shù)、三維疊層封裝技術(shù)、智能電源管理技術(shù)和無線自供電傳感技術(shù)，構(gòu)建了國產(chǎn)化自主可控的碳-14核電池全鏈條技術(shù)體系。

受能源安全和脫碳需求驅(qū)動，全球核電市場正進入擴張期。碳-14核電池在深海深空探測、無人環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)物聯(lián)互聯(lián)、植入式醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域需求廣闊。目前，研發(fā)團隊已與多家企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，圍繞技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、多場景工程化應(yīng)用、同位素原材料供應(yīng)等領(lǐng)域展開合作，積極推動科技成果產(chǎn)業(yè)化落地。

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