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国家标准计划《核能 放射性同位素电源术语和分类》由 TC58(全国核能标准化技术委员会)归口,TC58SC4(全国核能标准化技术委员会放射性同位素分会)执行 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 核工业标准化研究所中国原子能科学研究院

目录

基础信息

制修订
制定
项目周期
16个月
公示开始日期
2026-02-24
公示截止日期
2026-03-26
标准类别
基础
国际标准分类号
01.040.27
01 综合、术语学、标准化、文献
01.040 词汇
01.040.27 能源和热传导工程(词汇)
归口单位
全国核能标准化技术委员会
执行单位
全国核能标准化技术委员会放射性同位素分会
主管部门
国家标准委

起草单位

涉及的产品清单

应用于军事卫星、空间探测器、水下监听器、航标灯、心脏起搏器、微型电动机械等方面的各类放射性同位素电源。

目的意义

放射性同位素电源(简称同位素电源)是利用换能器件将放射性同位素衰变时释放出射线的能量转换成电能的一种装置,与传统的干电池、化学电池、燃料电池、太阳能电池相比,同位素电源具有服役寿命长、环境适应性强、工作稳定性好、无需维护、小型化等优点。

美国在世界上率先发起了同位素电源产业化进程。

早在20世纪50年代,美国就启动了同位素温差电源的研发和产业化。

1974年,美国研制了用于心脏起搏器的147 Pm 辐射伏特电源,并开启辐射伏特同位素电源的产业化。

英国、法国、俄罗斯等国家紧跟美国步伐,大力发展放射性同位素电源技术。

目前,同位素电源已成功应用于军事卫星、空间探测器、水下监听器、航标灯、心脏起搏器、微型电动机械等方面。

我国的中国原子能科学研究院、兰州大学、中国核动力研究设计院、北京空间飞行器总体设计部、重庆大学、南京航空航天大学、吉林大学、中国核电工程有限公司、南华大学、西安电子科技大学、中国工程物理研究院、探月与航天工程中心等多个高校和科研院所进行了几乎所有能量转换机制类型的同位素电源的相关研究,并取得了可观的成果。

2018年,我国在“嫦娥4号”中首次使用了同位素温差电源,为原位月夜温度采集器提供电能,同时给探测器两相流体回路提供热能,顺利完成国际首次月球背面月夜温度采集任务。

国内尚无统一的同位素电源标准体系文件或编制指南,相关行业如航天工业、核工业等根据实际产品的研发和管理经验,制定了如下标准:推荐性国家标准GB/T 44319-2024《月球与深空探测用同位素温差电池》规定了月球与深空探测用同位素温差电池的技术要求、试验方法、检验规则、标志、标签和随行文件、包装、运输和贮存、安装和使用要求。

适用于月球与深空探测用同位素温差电池的设计、生产、试验和验收。

国防工业行业标准GF/T 108-2024《空间同位素热源/电源制造安全分析报告格式与内容》、GF/T 106-2024《空间钚同位素热源和电源安全要求》、GF/T 107-2024《空间同位素热源和电源安全评价管理要求》、GF/T 222-2024《空间放射性同位素电源通用规范》,目前暂未公开标准文本。

由于同位素电源相关的术语标准、分类标准等基础性或通用性标准尚未制定,使其他技术标准的制修订工作以及技术交流与研发存在障碍。

目前存在的问题包括: (1)核心概念命名混乱。

同位素电源型号名称在不同标准或文献中名称不同,缺乏统一规范。

GB/T 44319-2024、《核科学技术名词》使用“电池”,国防工业行业标准使用“电源”;具体的同位素电源种类名称在学术论文中不同,如斯特林动态转换式/斯特林循环式,热光伏式/辐射热光伏式、射线致辐射发光效应式/射线致辐射荧光效应式等。

(2)关键技术指标定义模糊。

同位素电源的部分关键技术指标名称不同,如电荷收集率/电流收集率、质量活度/比活度等。

(3)试验术语定义模糊。

针对同位素电源关键技术指标的试验方法定义尚未完全明确,如热冲击试验、可靠性试验、热平衡试验等目前只能参考其他标准中的定义,应根据同位素电源试验的实际情况,重新描述其内涵。

(4)分类方法不明确。

学界主要将同位素电源分为热转换型和非热转换型两大类,并细分小类。

需要建立系统的以线分类法为主的分类法。

因此需要根据国内产业发展需求,制定同位素电源术语和分类标准,通过统一术语的定义和用法,规范同位素电源的分类原则,可以确保不同行业、地区和单位之间在交流时能使用一致的语言,减少误解,提高沟通效率,确保从设计、生产到质量控制等各个环节的顺畅衔接,推动同位素电源技术和产业的规范化、科学化发展,从而支撑商业航天、低空经济、深海科技战略性新兴产业的高质量发展。

范围和主要技术内容

本标准界定了统一的放射性同位素电源术语和分类原则,适用于各类放射性同位素电源。 标准主要包括以下内容: 1)基础术语:放射性同位素、放射源等通用术语。 2)产品及组件术语:各类同位素电源的特征概念、同位素电源用的原材料和重要组件术语。 3)质量术语:源芯密度、热电转换效率、功率等同位素电源重要技术指标的概念。 4)试验术语:同位素电源所需的各项试验术语。 5)分类要求,包括分类原则和类别表。