中國成功研發民用微型「核電池」,體積比一枚硬幣還小,續航力更可長達50年。
據《科技日報》報導,北京貝塔伏特新能科技有限公司宣布成功研製出一種微型原子能電池,可應用於心率調整器等醫療設備。這種核電池具有微型化、模組化和低成本的特點,並且可以應用在手機等設備上,並且長達50年無需充電。
貝塔伏特的研發團隊利用鎳63核同位素衰變技術和金剛石半導體,將原子能電池進行了小型化、模塊化和低成本化的改進。他們的首個產品BV100電池功率為100微瓦,電壓為3伏,體積僅為15×15×5立方毫米,比一枚硬幣還要小。
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核電池,也被稱為放射性同位素電池或原子能電池,其原理是將核同位素衰變釋放的能量轉化為電能。這種電池的能量密度是三元鋰電池的10倍以上,並且具有耐高低溫的特性,在零下60℃至120℃的範圍內都可以正常工作,而且不會因刺激或槍擊而引起火災或爆炸。
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貝塔伏特的董事長兼首席執行官張偉表示,新型核電池可以穩定發電長達50年,不需要充電或維護,並且不會產生外部輻射。一旦量產並投入市場,這種電池將滿足航空航天、人工智能設備、醫療器械、微型機電系統、傳感器、小型無人機和微型機器人等需要長時間使用的應用場景。如果功率足夠,搭載核電池的手機將不再需要充電,小型無人機也可以不用返航充電。
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張偉還提到,貝塔伏特正在與中國國內的大學聯合進行研發,使用鍶90、鉕147和氘同位素,以開發更高功率的核電池。
美國加州理工學院(Caltech)的天文研究團隊利用最新的X射線觀測技術,首次成功描繪出黑洞的「日冕」真實形態,徹底改變了科學界對黑洞結構的認知。
黑洞日冕通常被其他物質遮蔽難以觀測
類似於觀賞日全食時看到的環繞月球邊緣的耀眼光環(太陽日冕),黑洞周圍也存在著稱為「黑洞日冕」的高溫區域。儘管太陽日冕在地球上看來稀薄得近乎真空,但其溫度卻高達數百萬度,使其在日全食時清晰可見。
然而,由於黑洞日冕通常被其他物質遮蔽,再加上其光度經常被吸積盤的強光所掩蓋,科學家過去難以直接觀測這一神秘區域。
根據現有理論,活躍黑洞的結構主要包括三個部分:環繞黑洞的環狀氣體和塵埃、沿著黑洞旋轉平面的吸積盤,以及從極區噴發出的高速粒子噴流。這種結構有助於解釋為何不同觀測角度下的活躍星系核(AGN)呈現不同外觀。在這個模型中,吸積盤的內部應該存在一個極度稀薄但溫度高達幾十億度攝氏的超高溫區域,這就是科學家長期尋找的黑洞日冕。
採用類似觀測太陽日冕的巧妙方法
科學新聞網站《Science Alert》報導,研究團隊採用了類似觀測太陽日冕的巧妙方法。他們利用NASA的X射線偏振探測器(IXPE),觀測了多個被遮蔽的黑洞,包括銀河系中的天鵝座X-1和X-3,以及大麥哲倫星雲中的LMC X-1和X-3。這些「遮蔽黑洞」的特點在於周圍的氣體和塵埃會阻擋人們直接觀測吸積盤,就像日全食時月球遮蔽太陽一樣。
呈現與吸積盤相似的盤狀結構
儘管無法直接觀測黑洞日冕,科學家發現,由於日冕溫度極高,會釋放高能量的X射線。這些X射線在與周圍物質相互作用後發生散射,部分散射光最終進入觀測設備。通過分析這些散射X射線的偏振特性,研究團隊意外地發現黑洞日冕並非像太陽日冕那樣呈球狀,而是呈現與吸積盤相似的盤狀結構。
有助於更全面地探究宇宙演化過程
這一重大發現有助於科學家完善黑洞理論模型,進一步理解黑洞如何吞噬物質,以及遙遠星系中活躍星系核的運作機制。通過深入研究黑洞日冕,天文學家將能更全面地探究宇宙演化過程,以及黑洞在宇宙結構和能量運作中的關鍵作用。研究團隊表示,未來將繼續利用更先進的觀測設備,深入研究黑洞日冕的物理特性,期待揭開更多宇宙運作的奧秘。
NASA 圖片