p576. بهينه سازي چشمه ي Sr90 براي استفاده در باتري هسته اي بتاولتائيك

Optimization of the 90Sr source for use in betavoltaic nuclear battery

امروزه ميليون ها وسيله ي مخابراتي، الكتريكي، پزشكي و صنعتي از باتري استفاده مي كنند. در اين راستا استفاده از انرژي تابش حاصل از مواد پرتوزا و تبديل آن به انرژي الكتريكي مي تواند مؤثر واقع شود. عوامل مختلفي وجود دارند كه بر روي بازده باتري هسته اي اثر مي گذارند، يكي از اين عوامل بازده چشمه است. در اين تحقيق از استرانسيوم 90 (Sr90) با نيمه عمر 6/28 سال به عنوان چشمه استفاده شد. سپس با استفاده از شبيه سازي مونت كارلو كد MCNPX تأثير عواملي از قبيل تغيير ارتفاع و شعاع چشمه، تغيير ارتفاع و شعاع زيرلايه و همچنين تغيير ارتفاع و شعاع پوشش سطح جانبي بر روي بازده اين چشمه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي دهند هنگامي كه ارتفاع چشمه µm 01/0، شعاع چشمه µm 5/37، ارتفاع زيرلايه µm50، شعاع زيرلايه µm 5/39، ارتفاع پوشش سطح جانبي µm 500 و شعاع آن µm 750 است، چشمه داراي بيش ترين بازده است. با انجام اين بهينه سازي بازده چشمه نسبت به حالت اوليه (بدون زيرلايه و پوشش سطح جانبي) 18/36 % افزايش يافته است.

Nowadays millions of telecommunication, electrical, medical and industrial devices use batteries. In this regard, the use of radiation energy produced from radioactive materials and its conversion to electrical energy can be effective. There are several factors that affect the efficiency of the nuclear battery, one of these factors is the efficiency of the source. In this study, strontium-90 (90 Sr) with half-life of 28.6 years was used as a source. Then by using the Monte Carlo simulation, the MCNPX code, the effects of factors such as height and radius variation of the source, height and radius variation of the substrate, as well as height and radius variation of the side surface coating on the efficiency of the source were investigated. The results of the simulation show that when the height of the source is 0.01μm, the radius of the source is 37.5 μm, the height of the substrate is 50 μm, the radius of the substrate is 39.5 μm, the side surface coating height is 500 μm and its radius is 750 μm, the source has the highest efficiency. By applying this simulation, the source efficiency has increased by 36.18 % compared to the initial state (without the substrate and the side surface coating).