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中国首创碳-14核电池实现全链自主

中国首创碳-14核电池实现全链自主

发表时间:2026-08-24

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2026年7月6日,在兰州举行的“千纪启源·核能革新”发布会上,中国团队公布了一款已经接近量产的碳-14微型核电池及配套的碳化硅换能器。名为“千纪源天枢”的碳-14核电池与“千纪源能枢”换能器,标志着这条长期被外国卡住的技术链条在国内实现了从原料到封装、从器件到场景验证的完整自主化。

与常见的锂电池相比,这类放射性同位素电池不是靠充放电循环维持能量,而是通过碳-14的衰变稳定输出,适合长期、低功耗的持续供电。碳-14的半衰期约为5730年,使得理论寿命远超化学电池;该款电池的能量密度数据达到约2200 mWh/g,设计使用期为50年内性能衰减低于5%,在全球同类产品中处于领先水平。产品体积仅约16.8立方厘米,内含约129毫居里的放射源,成品最大输出功率可达约1.13微瓦。

与早期样机相比,性能有显著提升:放射源活度提高约1.5倍、所用放射材料总体量却更少、短路电流和最大输出功率分别提升数倍,有效体积大幅缩减,从而在体积功率密度上实现多倍跃升。这些改进源于过去几年稳扎稳打的研发和产业化推进:2024年初国内率先推出镍-63路线产品,同年实现碳-14同位素的国产化量产;2024年11月首次用“烛龙一号”点亮LED示范,2025年“烛龙一号”正式发布,至今实现了全链闭环。

关键的一环是原料供应与高纯提纯工艺。中国通过在秦山等核电站利用反应堆副产物开展碳-14规模化提取,并由相关单位承担高纯同位素的提纯与制备工作,从放射源和换能器件到安全封装、微能量管理与场景验证,形成了自主可控的产业链。这一进展被视为在微型核电池领域取得的战略性突破。

关于安全性,碳-14主要释放β射线,穿透力较弱,常规阻挡材料即可屏蔽。国内产品采用多层碳化硅防护与严格封装处理,外部剂量已被控制在极低水平(远低于日常自然背景),并经过高温和高压等极端条件的可靠性验证,外壳和封装对放射性物质外泄有充分保障。

应用场景十分广泛:从航空航天深空探测、极地与深海长期监测设备,到对植入式医疗器械(如起搏器、脑机接口)提供长期免维护供电,都具有重要价值。业内普遍认为,中国有望成为首个将民用放射性微电池实现产业化的国家,相关产业规模预计将在未来几年有显著增长。

从改变人们对“续航”的认知到为长时、极端环境下的设备提供可靠电源,这种指甲盖大小的核电池有望像当年高铁改变出行一样,逐步成为国家科技名片,并在深空探测等领域发挥越来越重要的作用。