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第一章 概论1

一、放射性同位素电池的分类1

目录1

二、238Pu电池的特点2

三、238Pu电池的工作原理5

四、238Pu电池的结构6

（一）热沅6

（二）换能器7

1．半导体热电材料7

2．金属热电材料10

3．电极10

（三）绝热材料11

（四）外壳——散热器13

五、若干类型的238Pu电池的结构举例14

（一）导航卫星和核武器控制系统等用的238Pu电池结构14

（五）电压变换和功率调节装置14

（二）为阿波罗运载工具供电的238Po电池的结构19

（三）SNAP—27电池的结构21

（四）百瓦级计划的热沅结构25

（五）心脏起搏器上应用的238Pu电池结构26

六、238Pu电池的性能参数30

七、238Pu电池的应用状况34

（一）在空间技术上的应用34

（二）在医学上的应用40

八、238Pu电池的发展前景41

第二章 238Pu同位素燃料的特性43

一、238Pu同位素的核性质及某些物理性质43

二、238Pu燃料的性质概论43

三、对医学级238Pu燃料的要求46

四、萨凡那河工厂生产的238PuO2*产品的辐射特性49

（一）α放射性52

1．由各个钚同位素的衰变及其衰变产物的衰变伴随放出的γ射线53

（二）γ放射性53

2．自发裂变伴随产生的γ射线54

3．由杂质所发出的γ射线56

4．由于α粒子与18O间的（α,n）反应而伴随产生的γ射线56

（三）β放射性60

（四）中子放射性60

第三章 238Pu同位素的燃料形式和生产方法62

一、引言62

二、金属及合金63

（一）研制进展63

（二）高纯238Pu金属的生产方法66

1．238PuO2的溶解66

2．过氧化物沉淀67

3．过氧化物滤液的处理方法67

4．PuO4转变成PuF467

5．PuF4还原成金属67

6．批生产量为100克238Pu的电解精炼程序72

7．10—30克238Pu金属铸造法75

（三）钚—镓合金的生产方法75

三、二氧化钚75

（一）引言75

（二）微球的生产方法76

1．等离子炬熔融法76

2．溶胶—凝胶法76

（三）238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法77

1．引言77

2．几种238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法比较79

3．化学蒸汽镀层法82

4．实用的238PuO2—Mo金属陶瓷的生产方法84

（四）百瓦级纯二氧化钚球的生产方法87

1．引言87

2．百瓦级纯二氧化钚球的生产方法88

3．热扩散法制备贫氧91

（五）碎瓷的处理方法94

（六）用电解精炼的238Pu金属制备238PuO21698

1．238PuO216粉末的制备98

2．238PuO216陶瓷的制备102

3．用氧同位素交换法制备238PuO216圆柱体102

四、氮化物106

五、碳化物106

六、硼化物107

第四章 燃料封装和源盒设计中的若干问题108

一、引言108

二、关于238Pu燃料中氦气的释放问题109

（一）238Pu燃料的气体产物释放特性109

（二）238PuO2微球的氦气释放特性110

（三）氦气积累对沅盒壁所造成的内压力的估计112

（二）238Pu燃料形式和各种沅盒材料的适应性114

（一）引言114

三、关于热沅的制造114

（三）沅盒材料的选择124

（四）用于心脏起搏器上的238Pu电池热沅的填料方法128

（五）沅盒的焊封129

四、沅盒的设计和安全试验131

（一）一般考虑131

（二）沅盒参数的示范性计算133

（三）具体设计134

（四）沅盒的安全试验142

1．高温爆炸试验142

2．振动试验144

3．冲击试验144

4．温度骤变试验145

5．腐蚀试验145

五、关于238Pu的辐射屏蔽问题145

（一）在理论上对238Pu热沅的γ屏蔽考虑145

（二）实际的屏蔽方法和效果150

一、238PuO2密度与烧结温度的函数关系157

二、各种238Pu燃料形式的质量检定结果157

（一）电解精炼的238Pu金属157

1．化学纯度157

2．熔点157

附录157

3．中子发射率159

4．自发裂变速率159

5．γ辐射159

（二）238Pu—3.0Ga合金163

（三）用电解精炼的238Pu金属制备的238PuO216粉末163

1．H2O16中的氧同位素组成163

2．化学纯度163

3．中子发射率164

4．γ辐射164

2．球磨机磨细的粉末165

（四）轧制和烧结的238PuO216圆柱体165

1．引言165

（五）238PuN15粉末170

1．化学纯度170

2．辐射特性170

3．γ能谱171

三、一些沅盒材料的化学组成及特性172

（一）钴基合金172

（二）镍基合金173

（三）钽金属174

（四）钽基合金175

（五）钼基合金175

（六）Re—50Mo合金175

四、一些材料的机械强度比较177

五、一些材料在海水中的腐蚀速率177

参考文献179