人民网>>经济·科技   2026年07月18日

西北师范大学日前对外发布“千纪源天枢”碳-14核电池和“千纪源能枢”碳化硅换能器两项核心成果，标志着我国在微型同位素电池领域实现全链条技术自主可控，完成了从实验室研发向产业化应用的关键跨越。

微型核电池，是一种利用放射性同位素衰变能转化为电能的微型装置。它无需外部能源输入、不用补充燃料，工作原理与太阳能电池类似，通过辐射伏特效应将衰变能转化为电能。其功率集中在纳瓦至微瓦量级，适用于传感器供电、信号发射等低功耗信息传感场景，不具备为手机、家电等瓦级以上功率设备供电的能力。

西北师范大学物理与电子工程学院博士、技术负责人张光辉介绍：“碳-14核电池的核心功能是解决极端工况下长寿命微功率传感器的能量供给难题。”由于碳-14的半衰期长达5730年，理论上碳-14核电池拥有长达数千年的超长寿命。同时，放射源衰变时放出的粒子能量、速度，不受外界温度、压力、电磁场及化学反应的影响，可在深空、深海、极地等极端环境中稳定工作。

核电池由放射源、换能器和封装结构三部分组成，其中换能器是最核心的部件，承担着将放射源衰变能转化为电能的关键作用。此次团队自主研发的碳化硅换能器可适配多种放射源，能量转换效率高，达到国际先进水平。

去年3月，该团队发布国内首款碳-14核电池原型机“烛龙一号”。在此基础上，“千纪源天枢”碳-14核电池实现了小型化、高功率、低成本、高集成的系统性升级。

新品在16.8立方厘米体积内实现1.13微瓦的功率输出，体积缩减至前代的17%，体积功率密度提升15.5倍，放射源用量降至前代的22%，成本大幅下降。

据西北师范大学物理与电子工程学院教授、研发团队负责人苏茂根介绍，此次发布的“千纪源”系列成果实现了五项关键技术突破，涵盖放射源适配技术、碳化硅换能技术、三维叠层封装技术、智能电源管理技术和无线自供电传感技术，构建了国产化自主可控的碳-14核电池全链条技术体系。

受能源安全和脱碳需求驱动，全球核电市场正进入扩张期。碳-14核电池在深海深空探测、无人环境监测、工业物联互联、植入式医疗设备等领域需求广阔。目前，研发团队已与多家企业签署战略合作协议，围绕技术成果转化、多场景工程化应用、同位素原材料供应等领域展开合作，积极推动科技成果产业化落地。

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