انتخاب چشمه‌ي راديوايزوتوپي و جمع كننده براي باتري هسته‌اي تيرك خودنوساني

Selection of radioisotope source and collector for self-reciprocating cantilever nuclear battery

در اين پژوهش، چشمه‌ي راديوايزوتوپي و جمع كننده‌ي مناسب، براي عملكرد طولاني مدت يك باتري هسته‌اي تيرك خودنوساني با بازدهي خوب مورد بررسي قرار گرفتند. بدين منظور چهار چشمه‌ي بتازاي تريتيم، نيكل63، پروميتيم147و استرانسيوم90 و چهار ماده جمع كننده¬ي آلومينيوم، مس، نقره و سرب انتخاب شدند. نتايج شبيه سازي مونت‌كارلو توسط كد MCNP4C نشان داد كه چشمه تعادلي 90Sr-90Y نسبت به سه چشمه‌ي ديگر بار كمتري در جمع كننده‌ي تيرك ايجاد مي‌كند و براي اين چشمه، جمع كننده مسي بيشترين جمع‎‌آوري را دارد. همچنين نتايج شبيه سازي توسط COMSOL نشان داد كه براي دوره‌ي نوساني حدود 1 دقيقه، فعاليت مورد نياز چشمه‌ي نيكل حدود mCi 57/0 مي‌باشد.

In this research, a suitable radioisotope source and collector was proposed for long-term performance of a good efficiency nuclear battery with self-reciprocating cantilever. For this purpose, four beta emitter sources including tritium, nickel-63, promethium-147 and strontium-90 and four collectors made of aluminum, copper, silver and lead were selected. The results of the Monte Carlo simulation by MCNP4C showed that the 90Sr-90Y equilibrium source creates less charge in the collector than the other three sources, and for this source, copper has the most efficiency of charge collection. Also, simulation results by COMSOL showed that for an oscillation period about 1 minute, the required activity of nickel source is about 0.57 mCi.