[0001] 本发明涉及放射性同位素电池技术领域，具体地讲，是涉及一种高效的基于气态放射源的同位素电池。

[0002] 目前，国内尚不具备商用的放射性同位素电池生产能力。国际上商用的放射性同位素电池主要有同位素热电电池和辐伏电池两种。其中同位素热电电池很难小型化。小型化的电池仅有辐伏电池一种。

[0003] 当前研究中辐伏电池主要存在三个问题，一是输出功率非常低在几十nw量级；二是电池寿命非常短，远低于同位素的半衰期；此外，电池的能量转化效率也非常低。以上几种因素导致了其应用范围非常有限。近10年有研究者提出了辐射发光联合光伏效应的同位素电池，在物理结构上将放射能吸收材料和电能产生单元实现分离，因而有效避免了电能产生单元的辐照损伤，大大提高了同位素电池的寿命。

[0004] 辐射发光联合光伏效应的同位素电池在国内外还比较少见。在国外有使用固态放射源激发惰性气体发光，然后用光伏电池将光能转化为电能的技术；然而由于固态放射源的自吸收效应非常高，导致放射性元素的载入量很低，因此电池的输出功率很低，电池的能量转化效率也不高。

[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例

[0025] 如图1至图4所示，该高效的基于气态放射源的同位素电池，包括带有嵌槽2的电池底座1，安置于电池底座的嵌槽内的放射光源支架3，安置于放射光源支架上的至少一个放射源辐射发光单元4，扣置于电池底座的嵌槽上将其内外阻隔的透镜5，与电池底座连接的输出端支架6，以及安置于输出端支架上并与透镜位置匹配的用于输出电能的光电转换单元7，其中，所有放射源辐射发光单元发出的光线经透镜聚集后全部投射在光电转换单元上。为了提高对辐射光线的收集，所述电池底座内还设有与所述嵌槽连通的反光槽8，所述反光槽的底面为反光曲面9。为了提高支撑强度，所述输出端支架的内侧设有用于支撑光电转换单元的斜支部10，为了进一步提高光线的收集，所述输出端支架的内壁表面为反光面。

[0026] 进一步地，所述放射源辐射发光单元包括固定于放射光源支架上的封闭的透明容器11，生长于透明容器内壁上的辐射发光层12，以及充满透明容器内部的气态放射源13。在进一步的改进中，所述辐射发光层内还可增加设置反射膜层，该反射膜层对放射性粒子可自由通过，对可见光为单向，如此可增强该发光单元的发光效率。具体地，所述气态放射源为放射性同位素。所述辐射发光层由辐射发光材料构成，如荧光或磷光材料。所述透明容器为呈柱状的玻璃容器或石英玻璃容器。

[0027] 优选地，至少一个所述放射源辐射发光单元位于所述反光曲面的焦点处，至少一个所述放射源辐射发光单元位于所述透镜的光心处。以便于提高光线收集强度。

[0028] 本发明工作时，利用放射性元素衰变产生的能量工作。放射性元素自发衰变的时候产生高能的放射性粒子；放射性粒子各项同性地向各个方向发射；当放射性粒子入射到由辐射发光材料构成的辐射发光层中时，会在辐射发光材料中激发荧光或者磷光；材料发出的光透过透明容器，经透镜收集汇聚之后，聚集在光电转换单元上；光电转换单元将光吸收，产生光生载流子，然后产生电流。

[0029] 上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。