Pu-238同位素电池的热源制备 文献综述PDF电子书下载

第一章 概论 1

一、放射性同位素电池的分类 1

目录 1

二、238Pu电池的特点 2

三、238Pu电池的工作原理 5

四、238Pu电池的结构 6

（一）热沅 6

（二）换能器 7

1．半导体热电材料 7

2．金属热电材料 10

3．电极 10

（三）绝热材料 11

（四）外壳——散热器 13

五、若干类型的238Pu电池的结构举例 14

（一）导航卫星和核武器控制系统等用的238Pu电池结构 14

（五）电压变换和功率调节装置 14

（二）为阿波罗运载工具供电的238Po电池的结构 19

（三）SNAP—27电池的结构 21

（四）百瓦级计划的热沅结构 25

（五）心脏起搏器上应用的238Pu电池结构 26

六、238Pu电池的性能参数 30

七、238Pu电池的应用状况 34

（一）在空间技术上的应用 34

（二）在医学上的应用 40

八、238Pu电池的发展前景 41

第二章 238Pu同位素燃料的特性 43

一、238Pu同位素的核性质及某些物理性质 43

二、238Pu燃料的性质概论 43

三、对医学级238Pu燃料的要求 46

四、萨凡那河工厂生产的238PuO2*产品的辐射特性 49

（一）α放射性 52

1．由各个钚同位素的衰变及其衰变产物的衰变伴随放出的γ射线 53

（二）γ放射性 53

2．自发裂变伴随产生的γ射线 54

3．由杂质所发出的γ射线 56

4．由于α粒子与18O间的（α,n）反应而伴随产生的γ射线 56

（三）β放射性 60

（四）中子放射性 60

第三章 238Pu同位素的燃料形式和生产方法 62

一、引言 62

二、金属及合金 63

（一）研制进展 63

（二）高纯238Pu金属的生产方法 66

1．238PuO2的溶解 66

2．过氧化物沉淀 67

3．过氧化物滤液的处理方法 67

4．PuO4转变成PuF4 67

5．PuF4还原成金属 67

6．批生产量为100克238Pu的电解精炼程序 72

7．10—30克238Pu金属铸造法 75

（三）钚—镓合金的生产方法 75

三、二氧化钚 75

（一）引言 75

（二）微球的生产方法 76

1．等离子炬熔融法 76

2．溶胶—凝胶法 76

（三）238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法 77

1．引言 77

2．几种238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法比较 79

3．化学蒸汽镀层法 82

4．实用的238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法 84

（四）百瓦级纯二氧化钚球的生产方法 87

1．引言 87

2．百瓦级纯二氧化钚球的生产方法 88

3．热扩散法制备贫氧 91

（五）碎瓷的处理方法 94

（六）用电解精炼的238Pu金属制备238PuO216 98

1．238PuO216粉末的制备 98

2．238PuO216陶瓷的制备 102

3．用氧同位素交换法制备238PuO216圆柱体 102

四、氮化物 106

五、碳化物 106

六、硼化物 107

第四章 燃料封装和源盒设计中的若干问题 108

一、引言 108

二、关于238Pu燃料中氦气的释放问题 109

（一）238Pu燃料的气体产物释放特性 109

（二）238PuO2微球的氦气释放特性 110

（三）氦气积累对沅盒壁所造成的内压力的估计 112

（二）238Pu燃料形式和各种沅盒材料的适应性 114

（一）引言 114

三、关于热沅的制造 114

（三）沅盒材料的选择 124

（四）用于心脏起搏器上的238Pu电池热沅的填料方法 128

（五）沅盒的焊封 129

四、沅盒的设计和安全试验 131

（一）一般考虑 131

（二）沅盒参数的示范性计算 133

（三）具体设计 134

（四）沅盒的安全试验 142

1．高温爆炸试验 142

2．振动试验 144

3．冲击试验 144

4．温度骤变试验 145

5．腐蚀试验 145

五、关于238Pu的辐射屏蔽问题 145

（一）在理论上对238Pu热沅的γ屏蔽考虑 145

（二）实际的屏蔽方法和效果 150

一、238PuO2密度与烧结温度的函数关系 157

二、各种238Pu燃料形式的质量检定结果 157

（一）电解精炼的238Pu金属 157

1．化学纯度 157

2．熔点 157

附录 157

3．中子发射率 159

4．自发裂变速率 159

5．γ辐射 159

（二）238Pu—3.0Ga合金 163

（三）用电解精炼的238Pu金属制备的238PuO216粉末 163

1．H2O16中的氧同位素组成 163

2．化学纯度 163

3．中子发射率 164

4．γ辐射 164

2．球磨机磨细的粉末 165

（四）轧制和烧结的238PuO216圆柱体 165

1．引言 165

（五）238PuN15粉末 170

1．化学纯度 170

2．辐射特性 170

3．γ能谱 171

三、一些沅盒材料的化学组成及特性 172

（一）钴基合金 172

（二）镍基合金 173

（三）钽金属 174

（四）钽基合金 175

（五）钼基合金 175

（六）Re—50Mo合金 175

四、一些材料的机械强度比较 177

五、一些材料在海水中的腐蚀速率 177

参考文献 179