西北師范大學日前對外發布“千紀源天樞”碳-14核電池和“千紀源能樞”碳化硅換能器兩項核心成果，標志著我國在微型同位素電池領域實現全鏈條技術自主可控，完成了從實驗室研發向產業化應用的關鍵跨越。

微型核電池，是一種利用放射性同位素衰變能轉化為電能的微型裝置。它無需外部能源輸入、不用補充燃料，工作原理與太陽能電池類似，通過輻射伏特效應將衰變能轉化為電能。其功率集中在納瓦至微瓦量級，適用於傳感器供電、信號發射等低功耗信息傳感場景，不具備為手機、家電等瓦級以上功率設備供電的能力。

西北師范大學物理與電子工程學院博士、技術負責人張光輝介紹：“碳-14核電池的核心功能是解決極端工況下長壽命微功率傳感器的能量供給難題。”由於碳-14的半衰期長達5730年，理論上碳-14核電池擁有長達數千年的超長壽命。同時，放射源衰變時放出的粒子能量、速度，不受外界溫度、壓力、電磁場及化學反應的影響，可在深空、深海、極地等極端環境中穩定工作。

核電池由放射源、換能器和封裝結構三部分組成，其中換能器是最核心的部件，承擔著將放射源衰變能轉化為電能的關鍵作用。此次團隊自主研發的碳化硅換能器可適配多種放射源，能量轉換效率高，達到國際先進水平。

去年3月，該團隊發布國內首款碳-14核電池原型機“燭龍一號”。在此基礎上，“千紀源天樞”碳-14核電池實現了小型化、高功率、低成本、高集成的系統性升級。

新品在16.8立方厘米體積內實現1.13微瓦的功率輸出，體積縮減至前代的17%，體積功率密度提升15.5倍，放射源用量降至前代的22%，成本大幅下降。

據西北師范大學物理與電子工程學院教授、研發團隊負責人蘇茂根介紹，此次發布的“千紀源”系列成果實現了五項關鍵技術突破，涵蓋放射源適配技術、碳化硅換能技術、三維疊層封裝技術、智能電源管理技術和無線自供電傳感技術，構建了國產化自主可控的碳-14核電池全鏈條技術體系。

受能源安全和脫碳需求驅動，全球核電市場正進入擴張期。碳-14核電池在深海深空探測、無人環境監測、工業物聯互聯、植入式醫療設備等領域需求廣闊。目前，研發團隊已與多家企業簽署戰略合作協議，圍繞技術成果轉化、多場景工程化應用、同位素原材料供應等領域展開合作，積極推動科技成果產業化落地。