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核電池范文1

發電功率達40千瓦

與大型核電站數十萬千瓦以上的發電功率相比，箱式核電站的確很平常，它只有40千瓦的發電功率。不要小看這40千瓦的功率，它可以為現有的各種太空探測器提供足夠的能量，將是未來太空探測的重要能源之一。國際空間站上有幾對長長的翼型太陽能電池陣列，它們產生的功率也不過30～32千瓦，但是這些功率足夠國際空間站的日常用電。如果換成箱式核電站，一個就足夠了。

當然，箱式核電站聽起來很厲害，它實質上還是放大版的核電池。制造核電池并非是什么新鮮技術，目前已經有一些太空探測器用上了核電池。比如，探測土星的“卡西尼”號探測器用的就是核電池，不過它的核電池功率很小，只有670瓦。如果“卡西尼”號能安裝40千瓦的箱式核電站，那它就比現在威風多了，它就能獲得足夠的動力驅動更強大的發動機，到更遠的深空中去探測。

可持續8年發電

箱式核電站非常適合隨身攜帶。在科學家的設想中，箱式核電站的誘人之處不僅在于可以為太空探測器提供更強大的能量，而且可以讓航天員隨身攜帶，為航天員將來探索外星球和建立外星基地提供足夠的能量。

未來人們要移民外星球，核電將是一種最主要的能源。在科學家的設想中，未來的月球基地可能建在月球已有的一些洞穴中，此時箱式核電站將成為月球基地的重要能源。在經常發生沙塵暴的火星上，箱式核電站比太陽能電池更有效。

此外，箱式核電站還可以為功率較大的產氧裝置提供能量，讓航天員源源不斷地獲得維系生命的氧氣。一個箱式核電站可以連續不斷地釋放能量，而且持續時間長達8年。

多種措施保障安全

箱式核電站仍然是采用傳統的核裂變方式來獲得能量，所采用的裂變原料是氧化鈾；而沒有采用不少人期盼的更加安全的核聚變技術，因為目前的核聚變技術尚不成熟。

我們知道，核裂變會不斷產生熱量，如果不對核燃料棒及時冷卻，燃料棒可能熔毀，核電池可能爆炸，放射性物質隨之泄露而造成核污染。不能說核電池沒有一點泄露的危險，但是科學家對核電池的冷卻自有一套安全的方法，最新研制的這種箱式核電站將用鈉鉀合金作為冷卻物質，這種合金會吸收核裂變產生的熱量而熔化成液體，并把熱量轉化為電能輸出，然后凝固。這樣，就可用鈉鉀合金形成一個吸熱發電的循環冷卻系統，既可利用核裂變能，又防止了可能發生的核泄漏。

除了冷卻物質外，箱式核電站還有多層防輻射物質泄露的殼體。

核電池范文2

【關鍵詞】 電池； 供電； 轉換效率； 植入式醫療器件

【Abstract】 Based on the introduction about the power supply and the classification of implantable medical devices，the advantages and disadvantages of each power supply mode was analyzed and the work principle and the application scope of each mode was also discussed.Then the battery capacity，the power supply mode，the energy conversion efficiency and the energy source of implantable medical devices was summarized.Finally，the developing trend of these power supply modes of implantable medical devices is presented.

【Key words】 Capacitance； Power supply； Energy conversion efficiency； Implantable medical devices

First-author’s address：Medical Imaging Academy of Xuzhou Medical University，Xuzhou 221004，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.14.038

植入式醫療器件是一種植入后能夠實時測量人體的各種參數變化或是對某種器官起到輔助作用的儀器。隨著電子技術的發展，植入式醫療器件開始廣泛的被人們接受而在臨床醫學中得到廣泛運用[1]。然而，所有的儀器都離不開能量，而在它的發展進程中，最主要的制約因素也必然是能量的供給。植入式醫療器件的供電方式成為研究的關鍵和難點。

1 植入式醫療器件簡介

1.1 植入式醫療器件分類 在各類醫療電子產品中，有的直接在生物體外進行使用，有的則需要通過手術植入到生物體內才能工作，稱為植入式醫療器件（Implanted Medical Devices，IMDs）[2]。植入式醫療器件的種類繁多，包括了對人體整個身體部件的各種輔助和救助設備，常見的植入式醫療器件主要用于代替某些功能喪失的器官工作，測量生命體的生理生化參數，或者治療某些疾病[3]。

植入式醫療器件可分為被動式和主動式兩種，大多數被動式的植入式醫療器件是非電子產品，如心臟支架、人造關節、人造瓣膜等組織結構裝置。主動式的植入式醫療器件包括調整心律的心臟起搏器，消除心室纖維顫動、心動過速的心臟除顫器，輔助聽力的電子耳蝸，神經刺激器、治療弱視或者視盲的植入式視網膜等各種激勵系統，需要能量供給才能代替或提高某個器官的功能，或者治療某種疾病[4]。目前，植入式心臟起搏器和除顫器維持著上百萬心臟病患者的生命，神經刺激器用于治療如癲痛癥、帕金森綜合癥等疾病，其他激勵系統可以治療如小便失禁以及慢性疼痛之類的疾病[5]。

1.2 植入式醫療器件基本組成 植入式醫療器件通常由兩大部分組成，即體內植入部分和體外測控部分。體外部分的任務是人體信息的測量與控制，從而完成疾病的診斷和治療。整個裝置包括信息的獲取、處理、存檔、控制、指令、顯示與記錄功能。體外部分與一般的醫學儀器相同， 系統的關鍵點主要集中在植入部分以及體內外的信息和能量的交換。

2 植入式醫療器件的基本供電方式

2.1 鋰電池技術 鋰電池技術是目前醫療行業最常見的用于植入式醫療器件供電的一種電源，該技術已成熟，并且有單體輸出電壓高、體積小、安全性高等諸多優點[6]，但由于人體的植入空間有限，植入電池的體積有著非常嚴格的控制，這意味著植入電池的容量不會很大。當電池能量耗盡時，植入式醫療器件也就停止工作，必須進行手術更換電池。對于心臟起搏器，鋰離子電池的理論設計壽命是6～10年，當電池消耗了約85%時（一般約為5～7年），就不能保證它在人體內的運轉，對于患者來說十分危險，必須及時更換，重新植入新的起搏器[7]。另一方面，植入電池雖然小，但其占總體積的比例仍然超過50%，是妨礙植入器件微型化的關鍵因素。

2.2 磁感應技術 除了鋰電池已被應用于臨床外，另一種被應用的供能技術是電磁感應技術。該技術是利用植入人體內的線圈和體外線圈電磁耦合來對電能進行傳輸[8]，對體內的電池進行無線充電，如圖1所示。磁感應技術能夠進行電能的無線傳輸，將體外豐富的能量輸入體內對器件供電，極大的延伸了植入式醫療器件使用壽命，解決了當鋰電池用完后必須進行手術更換的弊端，大大減輕了患者的痛苦。但是，磁感應技術的能量傳遞效率較低，一般來說，距離越近，傳輸效率越高，當距離大于4 cm時，基本實現不了充電[9]。并且該技術需要專門的充電設備，充電效率不理想。提高該技術的充電效率是必須進一步研究的關鍵。

3 植入式醫療器件供電方式的新進展

3.1 植入式無線供電系統 植入式無線供電系統結合了無線傳輸和均衡電路特點，設計了一種滿足超級電容充電要求的閉環無線充電方案[10-12]，設計原理見圖2。其充電方式還是主要利用電磁感應原理，外部電源經初級線圈與人體內的次級線圈進行能量傳遞，通過均衡電路后存儲在超級電容。并且通過對電容參數的檢測，用天線傳輸回體外單片機，來調節充電過程中的電壓與電流等參數。

對于植入式醫療器件的供能方式，需要長壽命、安全、穩定、無需維護。超級電容（SC）是一種新型的電能存儲元件， 能夠滿足上述所有要求。它有著超長的使用壽命，在需要長壽命、免維護的設備中，如地球衛星、IMED等，具有很大的發展潛力[13]。

3.2 體導能量傳遞模型 植入式醫療器件的體導電能量傳遞是一種新興的無線充電方式。它利用人體內游離的離子在外加電場的作用下會發生定向移動的原理，產生電流[14]。植入式醫療器件的體導電能量傳遞原理如圖3所示。該模型的外部電源把電壓施加在兩片電極上，通過人體內游離離子把能量傳遞到植入人體內的電極上，電極再把電能儲存在植入式醫療器件的電池內[15]。在充電過程中，把體導電能的工作頻率控制在kHz級，從而減少生物背景信號干擾，提高了充電的效率[16]。

3.3 基于人體動能驅動的電磁感應供電模型 基于人體動能驅動的電磁感應供電模型是通過采集人體即時產生的機械能進而轉化為電能的一種方式[17]。該供電方式最重要的優點在于以人體下肢作為能量提供場所，用腳的運動提供機械能，進而轉化為電能予以收集、利用，相對于普通的電池供電而言，避免了當電池電量耗盡時，再通過手術跟換電池時對患者造成的痛苦和經濟負擔。圖4所示的是人體典型動能驅動模型。該供能模型選擇以下肢為供能載體，是因為人體的生命活動離不開腳的運動，如散步、慢跑等，因此可以直接從這些日常人體活動中獲得能量來帶動一種裝置，從而產生電能并對電能進行儲存、利用[18]。但是該模型的產電能力較弱，且在運動過程中如何存儲電能，如何將所存儲電能調整到植入式醫療器件工作電路所需的電路參數仍然有待于進一步研究。

3.4 生物燃料電池技術 生物燃料電池是一類特殊的燃料電池，是利用酶或者微生物組織作為催化劑，將化學能轉變為電能，具有原料豐富、工作條件相對寬裕、生物相容性好、無毒性等諸多普通燃料電池不具備的優點[19]。正是利用這些特性，生物燃料電池才被研究用于為植入式醫療器件的供電。

生物燃料電池能夠利用體內的葡萄糖、氧等有機物或無機物作為燃料源源不斷的產生電能，工作于常溫、常壓，并且酸堿度適中的環境中，這使得它維護成本低廉并且安全度很高，對人體無毒無害[20]。目前該技術最需要解決的是電能轉換效率的問題，一旦解決，生物燃料電池將有望大規模應用于植入式醫療器件。

3.5 光電供電技術 功能性光電材料近年來發展迅速，即利用光電效應將光輻射的能量轉化為電能。如經皮直接照射近紅外光，通過光電池產生電能，該方法還可以結合可充電電池用，從而無需一直實施紅外照射[21]。另有研究是利用光纖從腹部植入皮下，通過光纖傳輸光能至光電池并轉化為電能，使用850 nm激光源照射，光電轉換效率達40%，可產生3 V的電壓，功率達到10 mW[22]。隨著新技術的發展，太陽能電池在植入式醫療器件供電領域也有研究報道，有研究通過太陽能薄膜電池為植入式醫療器件，該薄膜電池的厚度大約為2～3 ?m，可以方便植入到體內，其轉化效率也在進一步的研究中[23]。

3.6 核能技術 核電池是一種將核能轉化為電能，并且能夠為植入式醫療器件長期提供很高能量的裝置。該技術具有體積小，重量輕，壽命長，不受外界影響等優點。核電池在醫療領域中最重要的應用就是心臟起搏器的供能裝置。如用半衰期為87年的放射源钚（238 Pu），以其裂變產生的能量再通過熱耦合技術轉化為電流，150 mg即能夠為心臟起搏器提供10年以上的能量[24-26]。

核電池壽命長的優點使患者減少了更換電池而反復進行開胸手術的巨大痛苦。但核電池有放射性，必須把它儲存在精密的封閉單元中，所以體積較大且重。而且不論使用與否，隨著放射源的衰變，其供電性能也會隨著時間逐漸衰減。該技術可適用的范圍受到核燃料特殊性的局限。

4 總結與展望

醫療植入式電子器件不同于體外應用的醫學儀器，植入人體后，它能直接接觸人體器官和組織，人體能夠活動自如，能夠在自然狀態下高精度測定人體的生理、生化參數，研究生物體的生理、心理狀態。植入式醫療器械的研制和發展很大程度取決于支持它們在體內連續工作的電能供給方法。由于植入式裝置功能、尺寸等有所不同，必然造成供電方式的差異。

目前以下兩種方法被認為是可行的，一種是通過電池供能，另外一種方法是通過體外電源無線傳輸能量對植入器械進行能量的補充，但其效果并不確定。低功耗或是極少出現高功耗使用情況的植入式醫療電子器件通常可以利用內部電池供電，例如植入式心臟起搏器的電池的一半功率用于心臟刺激， 而另一半功率用來完成監測、數據記錄等工作。某些植入式醫療電子設備也可以用便攜的外部電源供電，通過射頻電磁感應進行能量傳輸被認為是能使人工心臟持續工作的一種有前景的供能方法[27-29]。

從儲能元件上來說，目前最廣泛使用的還是鋰電池儲能，鋰電池安全，技術成熟并且制造成本低。現在臨床應用的心臟起搏器就是通過鋰電池組提供能量，電池壽命約5～7年，以患者平均佩戴20年來算，至少需要更換三次電池或者進行三次充電，這必定增加患者的經濟負擔，但最主要的還是增加了患者手術的痛苦。為了解決這一問題，大容量儲能元件應運而生，核電池的出現即為植入式醫療器件解決了能源問題。以核能供能的植入式醫療器件，完全解決了電池的壽命問題，但因其核燃料的放射性使得適用性受到局限。近幾年，又出現了一種超級電容的新型儲能元件，解決了電池的壽命問題，并且無需維護，安全穩定，但它的成本相對較高，而且技術尚未成熟，尚不能應用于臨床。

隨著植入式醫療器件的復雜化，系統的功耗越來越大，對于短期植入式醫療器件，電池完全可以勝任，但對于長期植入式醫療器件往往不能滿足要求，體外無線供電方式解決了以上問題。基于E類放大器的電磁感應供電效率可達70%左右，還可以同時傳輸數據，但電磁耦合方式會與其他電子器件發生干擾；光電供電同樣可實現長期供電，但轉換效率不高。此外，以上供電方式也可結合使用，如將經皮能量傳輸與可充電電池結合起來，為人工心臟提供能量，這就為功耗較高、長期植入的醫療器件提供了一種解決方法[30-31]。

植入式醫療器件目前主要還是依靠特定的設備來提供電能，但最理想的還是能夠利用人體自身或者人周邊的環境來進行供能，如機械能（身體運動、肌肉拉伸、血管收縮）、振動能（聲波）、化學能（葡萄糖）、液壓能（體液流動及血液流動）等。光電池、生物燃料電池以及人體動能驅動的電磁感應供電模型等方式就應運而生了，但是同樣面臨能量轉換效率的問題仍需進一步研究。

隨著植入式醫療裝置的廣泛使用，推動了植入式醫療器件供電方式的進一步發展，植入式醫療器件發展迅速，微型化、納米化正成為一種趨勢。由于植入式裝置的功能、尺寸等各有不同，植入式醫療器件供電裝置的電池容量、無線充電效率以及能量來源將是研究的關鍵和難點。

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核電池范文3

電動車電池首次充電時間并不是充得越久就儲有越多的能量，當電池充了一定時間的電以后，電量基本飽和了，為了讓電池的壽命更長，性能更好，每次充電時間最好不要超過8個小時；

2、注意充電時機：

新買的電池不用完就充電會導致電池的壽命縮斷，為了能讓電池使用更長的時間，應該在電量用了百分之七十到百分之八十的時候再去充電，這樣可以大大地增加電動車電池的壽命；

3、注意充電間隔：

核電池范文4

1977年9月5日 出發

從今天開始，我就要開始漫長的星際旅程了。擔負著探測太陽系行星的使命，我搭載著“泰坦3號”E半人馬座火箭升空。這次旅行正好碰上176年一遇的行星幾何排列，這樣我就只需少量燃料來修正航道。其他時候，我可以借助各個行星的引力來加速，從而大大縮短我探訪其他行星的時間。我身上攜帶著宇宙射線傳感器、攝像儀等11種科學儀器，并將利用它們對目的地進行觀測。地球，再見了！

1979年3月5日 我的木星之旅

此時，我已經來到距離木星27.5萬千米的地方。大紅斑、水桶腰，這就是我對木星的最初印象。對了，我還看見了木星的光環！這個光環由細小的塵埃構成，厚度約為30千米，距離木星約12.8萬千米。最令人驚訝的是，我在木衛一上發現了火山活動，這是太陽系中除地球外又一具有火山活動的天體。我決定對木星的衛星、光環、磁場和輻射環境好好考察一番。對了，趕緊拍照留念。

1980年11月12日 我的土星之旅

不知不覺我就來到了這顆因擁有美麗光環而聞名的星球身邊。現在，我距離它只有大約12.4萬千米。土星表面籠罩著液態氫海洋，而它的光環竟是由閃亮的冰粒和碎石組成的。這家伙的衛星特別多，其中的土衛六吸引了我。對土衛六進行觀測時，我發現土衛六擁有濃密的大氣層，上面可能存在甲烷海洋。我本來打算繼續探訪天王星和海王星的，可土衛六確實太迷人了，我要停下來好好研究。天王星和海王星就交給我的雙胞胎弟弟“旅行者2號”來探索吧！想認識它嗎？先等等，我的故事還沒完呢！

2012年5月 抵達太陽系邊緣

我終于抵達太陽系的邊緣了，此時我距地球180億千米。我快要脫離太陽系了，說不定會與外星人不期而遇呢。其實，我的另一個旅行計劃就是尋找外星人。我身上攜帶了一張金唱片，這張唱片將會代我問候外星人。我能遇到外星人嗎？即使遇到，我還能告訴人類這個偉大的消息嗎？我身上的兩枚核電池只能讓我為人類傳遞信息到2025年，如果電池耗盡，恐怕我就要無牽無掛地闖蕩銀河系，再也不能向地球發回數據了……

“旅行者2號”專訪

影：“旅行者2號”，你好，作為美國國家航空航天局的另一名星際旅行者，你能否跟我們講講你特殊的旅行經歷？

“旅行者2號”：我在1977年8月20日就出發了，比我哥哥開始太空旅行的時間還早幾天。我不僅探訪了木星和土星，還去了更遠的星球―天王星和海王星。

影：之后你還有什么旅行計劃呢？

“旅行者2號”：當然是飛出太陽系啦！假如我能一直飛下去，那我會在公元8571年到達距離地球4光年的Barnard恒星附近，公元20319年到達距人馬座3.5光年的地方，公元296036年則會飛到距天狼星約4.3光年的地方……我的旅程遠著呢！

影：天啊，真夠遠的。聽說你既是一名旅行愛好者，也是一名嚴謹的科學考察者。你有什么重大的科學發現呢？

“旅行者2號”：我鐘愛考察并搜集各種數據。你看，這些是我的科學筆記。

影：謝謝你給我們看你的科學筆記，它們都是非常珍貴的資料。特別是有關海王星的，在你之前，從未有探測器到達過那里。

“旅行者2號”：嗯，我彌補了探測史上的空白。目前為止，太陽系行星都被我們探測過了。

核電池范文5

1、水電瓶自身重，價格高。適用于載重貨使用。干電瓶較輕，價格適中。適用于載重輕使用。一個水很多充電麻煩（水電瓶），容量大；一個水少充電方便（干電瓶）容量小。

2、水電瓶是鉛酸蓄電池的一種。因為電瓶內液體含量較多，所以大家通常稱之為“水電瓶”。 水電瓶中的液體比較容易流失，要經常補水，所以又叫可維護電瓶。 這種電池多用于汽車摩托車上，放電電流比較大，所以還叫牽引電瓶，啟動電瓶。

3、干電池是一種伏打電池，利用某種吸收劑（如木屑或明膠）使內含物成為不會外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機等的電源。我國干電池技術經過多年發展，其比能量、循環壽命、高低溫適應性等問題已有所突破。智研數據研究中心表明，目前我國正逐漸縮小與國際領先技術的差距，在部分核心技術方面已達到國際水平，并且越來越多地進入國際市場。

（來源：文章屋網 ）

核電池范文6

酒是谷物之精華,是“飲料”中的極品。它不但具有陰陽雙補的防病治病功效,而且還有消食導滯,幫助消化食物的作用。特別是對于一些喜歡吃肉食的人來說,更有實際意義,因為最容易消化肉食的就是酒。所以,民間有一句話――“大塊吃肉,大碗喝酒”道理也在于此。

酒為什么能消化肉食呢?這與制酒的方法有關。酒是由糧食發酵而成的,能使糧食發酵,必須要有一定數量的“益生菌”參與,也就是人們常說的“酵素”。這和蒸饅頭一定要有“酵母菌”參與的道理一樣。發酵制出來的酒一定含有“益生菌”。而且,這種“益生菌”更容易分解、消化肉食。所以,經常喝酒的人,對肉食的消化吸收比不喝酒的人要快。

酒雖然是一種好東西,但也不能亂飲、狂飲,要把握一定的度。特別是在宴席上,很多人只喝酒不吃飯幾乎成了一種習慣。這樣喝酒,不但發揮不了酒的奇特之效,而且還有損健康。

怎樣喝酒最好,圣人早有教導。孔子曰:“唯酒無量,不及亂。”“亂”就是亂飲、狂飲之意。酒要喝到半醉不醉,微醉似醉的狀態最好。不過,這是詩人李白的喝法。我們提倡的是吃肉時適當地喝點酒。

相關鏈接:

益生菌:我們體內各細菌的重量之和高達2千克。身體內寄宿著400種益生菌,如大腸桿菌、雙歧桿菌等。它們大多數都寄宿在消化道中,其中有些是長期寄宿,而有些是非長期寄宿的。這些益生菌在身體內構筑了抵抗病原菌侵入的第一道防線。它可以抑制和干擾病原菌的存活機會,具有一定的抗菌消炎作用