国际标准分类27 能源和热传导工程 -> 27.120 核能工程 -> 27.120.99 有关核能的其他标准
中国标准分类-
国民经济行业分类D 电力、热力、燃气及水生产和供应业 -> D44 电力、热力生产和供应业 -> D441 电力生产 -> D4414 核力发电
起草单位包头市检验检测中心、呼和浩特海关技术中心、包头市白云鄂博矿区市场监督管理局、包头市白云鄂博矿区工信和科技局、包头市稀谷科技有限公司、内蒙古圣飞运营科技有限公司、北京飞创世桥文化科技有限公司、北京炎黄医养科技有限公司、北京稀造科技有限公司、北京稀谷科技有限公司、内蒙古稀都酒店管理有限公司、内蒙古稀都科技发展有限公司、吉安稀谷科技产业有限公司、包头市白云鄂博矿区稀土新材料和产业应用研究院、包头市白云鄂博矿区稀土产业标准化协会。
起草人李科、包中华、杜红伟、侯权恒、焦智斌、侯照东、陈媛媛、段羚、王霄鹏、吴天相、李波、延涵、张晓毅、李永滔、白夜明、王丽、赵艳霞、侯倩文、郝广诚、李荣腾、周泉书、任渊、尹志军、王振洲、白瑞、王鸿宇、石晓丽、莘俊莲、张沛宇、崔晓宇、刘雨、冶建荣、张丽华、王强、那剑、袁玉静、张文权、韩乐、武小丽、敖日格乐、李明、王乐、池慧。
主要技术内容4 通用技术要求 4.1 核素要求 适合作为核电池材料的核素： ——钚-238（238Pu）：通过α衰变释放能量，每克钚-238衰变释放约0.568瓦热量；半衰期约86.4年，衰变产物为铀-234，无爆炸风险；α粒子易被屏蔽，降低了运输和使用中的安全风险。 ——镅-241（241Am）：通过α衰变能量，每克释放约0.1瓦热量；半衰期约433年，是商用反应堆废料中的副产品，提取成本低，约为钚-238的1/5，原料来源充足。 ——锔-244（244Cm）：通过α衰变释放能量，每克释放约2.8瓦热量，能量密度高；半衰期约17.6年；可通过反应堆中子辐照钚-239（239Pu）制备，原料来源充足。 ——锶-90（90Sr）：通过β衰变释放能量，释放的电子可直接用于辐射伏特效应发电。 ——铯-137（137Cs）：通过β衰变释放能量，能量较高，但γ射线辐射较强，需额外屏蔽。 ——镍-63（63Ni）：通过β衰变释放能量，仅发射软β粒子，无法穿透皮肤，且衰变产物是稳定的铜-63，无放射性废物产生。 4.2 能量转换方式 稀土核能电池能量转化方式： 核素衰变能量-稀土发光-光伏发电-温差发电-半导体发电。 4.3 设计与结构 4.3.1 电池应至少包含同位素源芯、能量转换层、屏蔽与包容系统、热管理系统及电输出接口。 4.3.2 结构设计应确保在规定的环境与机械应力下，屏蔽与包容系统的完整性。 4.4 性能要求 4.4.1 电性能 a） 额定输出电压及允许波动范围应在产品规格书中明确规定； b） 比能量（能量密度）应不低于产品规格书的宣称值。 c）能量密度：≥2300Wh/kg（-60℃下容量保持率≥80%）； d）核心组件性能： 同位素层：镅-243活度10-50mCi，镍-63活度≤100mCi，封装于Y-Al合金包壳（厚度1-5mm）； 能量转换层：铽基荧光陶瓷量子效率≥92%，钙钛矿光伏薄膜（CH3NH3PbI3）光电转换效率≥28%； 防护层：Gd2O3-B4C复合材料中子吸收截面≥105barn，表面辐射剂量≤1μSv/h。 4.4.2 环境适应性 a） 工作温度范围：应根据目标应用领域确定，例如：航天（-80℃-120℃）、深海（-50℃-60℃）； b） 电池在规定的极端温度下应能正常启动并输出功率； c）工作温度-60℃-200℃，功率波动≤5%。 4.4.3 寿命 a）在额定工况下，电池的输出功率衰减至初始值的80%的时间应不低于产品规格书宣称的设计寿命； b）设计使用寿命≥50年（Am-243）或≥20年（Ni-63）。 4.5 安全要求 辐射安全：符合ICRP 103公众剂量限值，屏蔽层需通过针刺/枪击测试（无泄漏）； 热管理：余热回收系统确保表面温度≤80℃，紧急散热响应时间≤10s。
适用范围本文件规定了稀土核电池的术语定义、通用技术要求、试验方法、检验规则、安全、标志、包装、运输与储存要求。 本文件适用于航天航空、航海、应急电站、军工装备、特种机动车、无人机、机器人等特殊领域与极端环境下的能源系统。 本文件不适用于在公共道路行驶的民用乘用车动力电池系统。