中國碳-14核電池「千紀源」系列正式推出 體積功率密度提升15.5倍

中國核電池技術邁入新階段

由西北師範大學主辦、甘肅燭龍科技有限公司承辦的碳-14核電池技術成果發布會，於7月6日在蘭州舉行。發布會正式推出「千紀源天樞」碳-14核電池與「千紀源能樞」碳化矽換能器兩大自主品牌成果，這標誌著中國在超長壽命能源領域的關鍵進展。

核電池的戰略價值與應用前景

核電池作為特殊應用場景的關鍵能源設備，長期應用於航空航天探測、極地科考、深海探測、無人值守監測等領域。傳統核電池面臨輸出功率低、結構整合度不足、應用成本高昂等核心瓶頸，這限制了其在物聯網感測與新型裝備上的廣泛應用。

西北師範大學項目負責人蘇茂根教授指出，碳-14同位素具有5730年超長半衰期，理論使用壽命可達數千年，同時能適應零下100至200攝氏度的極端溫度環境，這使其成為航太級應用的理想選擇。

「千紀源」系列五大技術突破

與2024年11月推出的「燭龍一號」工程樣機相比，「千紀源」系列實現了五項系統性技術突破：

1. 放射源適配技術 — 提升碳-14放射源的能量轉換效率
2. 碳化矽換能技術 — 開發高性能碳化矽半導體換能器
3. 三維疊層封裝技術 — 實現複雑多層結構的高密度集成
4. 智慧電源管理技術 — 動態功率調控與能量優化分配
5. 無線自供電感測技術 — 搭配核電池進行遠程感測應用

這五項突破共同構建了國產化自主可控的完整技術體系。

核心性能指標的大幅躍升

「千紀源天樞」在16.8立方公分的體積內集成129毫居里碳-14放射源，達成以下性能指標：

• 短路電流：0.713微安（較前代提升2.5倍）
• 開路電壓：2.06伏（與前代保持一致）
• 填充因子：0.77（由前代0.73提升）
• 最大輸出功率：1.13微瓦（較前代提升2.6倍）

最值得注意的是，通過優化碳-14放射源的使用效率，新系列將放射源用量壓縮至前代的22%（降幅78%），同時將放射源比活度提升1.5倍。這意味著新系列不僅性能提升，原材料成本也大幅降低。

體積與功率密度的革命性進步

「千紀源」系列最突出的進展在於體積功率密度的提升。新系列有效體積縮減至前代的17%，在維持相同輸出穩定性的前提下，體積功率密度提升了15.5倍。

這一指標意義重大，它意味著核電池可以集成到更小型的裝備中，特別是對無人機、微型衛星、邊界監測器等輕量化應用場景帶來突破性的應用可能。

全鏈條自主化的完整布局

本次成果發布象徵中國核電池產業在以下環節實現完整自主化：

• 放射源製備 — 碳-14同位素及其提純技術
• 核心換能元件 — 碳化矽半導體的自主開發
• 安全封裝結構 — 三維疊層集成工藝
• 能量管理系統 — 智慧電源控制技術
• 場景驗證應用 — 從實驗室到實際工程應用

這一系列突破打破了長期以來核電池「效率低、成本高、體積大、功率密度低」的技術困境，為中國在長壽命特殊電源領域的戰略自主奠定了基礎。