T/BYXT 160-2025 稀土核电池通用技术要求

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。 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-B