[发明专利]一种辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源及制备方法

说明书

本发明公开了一种辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源及制备方法。该发光密封放射源由辐射致光发光材料和放射源源芯组成，辐射致光光伏材料为上下两层，将放射源源芯夹在其中，对扣密封，形成辐伏光伏类同位素电池的密封放射源结构。上下两层辐射致光光伏材料对扣的密封方式为，对于可以机械加工的辐射致光发光材料，用机械加工的方法将材料本身洗成盒状，两片对扣，用无机高温复合胶实现密封。本发明的制备工艺简单，无放射性废液，使放射性废液处理的成本降低。

技术领域

本发明属于微能源领域和放射源制备领域，涉及一种辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源及制备方法。

背景技术

辐伏光伏类同位素电池是辐伏类同位素电池的一个分支，其通过二次转换，将同位素的辐射能通过辐射致发光材料转换成对换能器件没有损伤的光辐射，再通过光伏结型器件转换产生电能，有效的解决了加载高能同位素对换能器件辐射损伤严重的问题。

不少科研单位和专利报道了多种改进技术，专利《一种荧光层、该荧光层的制备方法及其在核电池中的应用》CN201410173862.4公开了ZnS:Cu荧光层的制备方法，对于放射源只提到了为⁶³Ni或¹⁴⁷Pm。专利《同位素β射线辐射荧光发光光伏电池》CN106297936A公开了荧光粉沉积在光伏电池表面保护膜上的方法，对于放射源只说明了是用电镀⁶³Ni源。专利《一种复合转换同位素电池》CN104409127A公开了辐射致光发光材料为无机掺杂材料或有机大环化合物以及塑料闪烁体，加载放射源为电镀源或粉末冶金陶瓷源。专利《一种砷化镓光伏同位素电池》CN106997788A公开了荧光粉为ZnS:Cu、Y₂O₂S:Eu、稀土或卤磷酸钙荧光粉，放射源为氚气或⁶³Ni粉体。

这些改进技术关注点多在机理和结构或荧光层制备选取的改进上，而忽视了荧光层和放射源如何结合的改进上。目前密封放射源的制备方法通常采用陶瓷法、粉末冶金法或电镀法，前者制备的放射源都是块体源，自吸收严重，后两者制备的放射源虽然是薄片源，但工艺复杂，放射性活度有限，源的表面发射率低。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源的制备方法。

本发明的辐伏光伏类同位素电池用发光密封放射源，其基本结构由辐射致光发光材料、放射源源芯组成，所述辐射致光光伏材料为上下两层，将放射源源芯夹在其中，对扣密封，形成辐伏光伏类同位素电池的密封放射源结构。

所述的辐射致光伏材料为发光陶瓷和发光晶体。

所述的发光陶瓷是通过陶瓷烧结工艺制备的掺杂铕、铈、镨、铽、镱、铜、锰稀土元素的无机氧化物，包括但不限于氧化镥、氧化钇、钇铝石榴石、镥铝石榴石；发光晶体是通过单晶生产炉制备的掺杂铕、铈、镨、铽、镱、铜、铒稀土元素的无机材料，包括但不限于硫化物、卤化物、氧化物。

本发明的的用于辐伏光伏类同位素电池的密封放射源的制备方法，包括如下步骤组成：1）将辐射致光发光材料加工成圆形或方形浅盒状，盒子边缘高度为0.3mm~1mm，宽为1mm~3mm，2）将放射性同位素加载在辐射致光发光材料上，3）将两片辐射致光发光材料对扣密封，即成发光密封放射源。

浅盒状辐射致光发光材料及其密封加工过程为：对于可以机械加工的材料，用机械加工的方法用材料本身洗成盒状，用无机高温复合胶密封，对于无法机械加工成浅盒状的材料，是先加工成圆片或方片，在其边缘实现宽为1mm~3mm的金属化层，然后通过焊接的方式实现辐射致光发光材料与金属环的连接，所述金属环高为0.3mm~1mm，宽为1mm~3mm，两片对扣，用激光焊接实现密封。