[实用新型]一种驱动智能机器人的长寿命同位素电源

说明书

本实用新型公开了一种驱动智能机器人的长寿命同位素电源，包括能量源、球形铜制金属容器、方形换能器、方形屏蔽层以及方形散热层；电源采用锶作为能量源，锶同位素装在球形铜制金属容器中，球形铜制金属容器设置方形换能器中，方形换能器设置在方形屏蔽层中，方形屏蔽层设置在方形散热层中。本实用新型具有使用期限长、燃料成本低、噪音小、放射性物质屏蔽到位、散射效果好、抗外部打击能力强等优点。

技术领域

本实用新型涉及核技术领域，尤其涉及一种驱动智能机器人的长寿命同位素电源。

背景技术

现有的小型初级机器人采用低电压锌锰电池进行供电，虽然低电压干电池使用方便，但是由于多系统智能机器人在交互层面需要消耗大量的电能，而低电压干电池供电量太小，因此难以为多系统智能机器人的供电。此外普通低电压锌锰电池需要频繁更换，极大地限制了智能机器人长时间作业的能力。

同位素电池可以做到小型化设计、适应极端工作环境、长时间稳定工作、无需外部维护，非常适合作为智能机器人的能量来源。同位素电池能够令智能机器人也可以获得小型化设计、适应极端工作环境、长时间稳定工作、无需外部维护等优点，从而使得智能机器人的生存空间更大、使用范围更宽、工作时间更长、工作性能更稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有低电压锰电池供电能力不足需要频繁更换的缺点，提供一种驱动智能机器人的长寿命同位素电源。

本实用新型的目的能够通过以下技术方案实现：

一种驱动智能机器人的长寿命同位素电源，包括能量源、球形铜制金属容器、方形换能器、方形屏蔽层以及方形散热层；所述能量源为内部采用锶同位素提供能量的铜制金属容器，能量源设置在方形换能器中，方形换能器设置在方形屏蔽层中，方形屏蔽层设置在方形散热层中。

具体地，所述锶同位素包括Sr-90、Sr-89、Sr-88、Sr-87、Sr-86、Sr-85 核素。

优选地，锶同位素中的质量百分比为：Sr-90占比90％以上，Sr-88占比5％以上，Sr-89％占比3％以上，Sr-87、Sr-86、Sr-85核素的和占比2％以下。由于这种组分以Sr-90为主体，因此将其定义为Sr-90主体复合同位素。

具体地，所述锶同位素的能量源形状为球形，用于均匀地向四周发射β射线。

具体地，所述球形铜制金属容器设置在方形换能器的中心位置，使换能器能够实现对称布置。

具体地，所述方形换能器的组成材料采用复合碳化硅半导体。方形换能器采用静态转换工作模式，使得静态转换的换能器噪音小，利于智能机器人的整体降噪。

具体地，所述方形屏蔽层的组成材料采用铝合金，用于阻隔放射性的射线伤害机器人其他部件及使用人员。

进一步地，组成屏蔽层的铝合金材料中的重金属铅的质量分数不高于 1％，避免轫致辐射。由于这种组分中含铅量低，因此将其定义为少铅合金屏蔽层。

具体地，所述方形散热层的组成材料采用铜铝合金，用于保护同位素电源，抵御外部打击，起到包壳作用。

优选地，组成散热层的铜铝合金材料中的铜的质量分数为43％，铝的质量分数为57％。由于这种组分由铜和铝两种材料构成，因此将其定义为铜铝复合散热层。

在本实用新型中，锶同位素电源主要依靠Sr-90的β射线作为能量来源，Sr-90在锶同位素中属于非常重要的长寿命放射性的核素，这也决定了锶同位素电源可以作为驱动智能机器人的长寿命电源，其使用寿命为28.5 年。锶同位素主要由压水堆乏燃料提取出来，压水堆乏燃料中具备大量的锶同位素，因此可以做到乏燃料的再利用，大大降低锶的成本。

本实用新型相较于现有技术，具有以下的有益效果：