1. 극한 환경 장기간 전력 생산, 베타전지
(1) 베타전지의 개념
- 방사성동위원소(Ni-63) 방출 입자가 반도체 충돌 시 생성되는 전력 사용 배터리 장치
(2) 베타전지의 특징
| 안정적 전력 생산 | 극저온/고온 등 극한 환경 전력 생산 |
| 긴 수명 | 최장 50년 이상 에너지 수명 유지 |
| 높은 에너지 밀도 | 단위 질량 당 많은 양의 에너지 생산 |
2. 베타전지 구성도 및 구성요소
(1) 베타전지의 구성도
(2) 베타전지의 원리
| ① 베타입자 발생 | – Ni-63 동위원소 베타입자 발생 |
| ② PN영역 입사 | – 베타입자의 PN 접합소자 영역 입사 |
| ③ EHP 발생 | – Electronic-Hole Pair 발생 |
| ④ 전류 형성 | – 생성 전하의 외부 부하로 전류 형성 |
(3) 베타전지 구성요소
| 구분 | 구성요소 | 설명 |
|---|---|---|
| 전지 원료 | Ni-63(니켈) | – 방사성 동위원소 |
| 베타입자 | – 방사성 물질 방출 입자 | |
| 전지 장치 | PN 접합 | – 실리콘 반도체 접합 |
| 양면 전극 | – 전자/정공 이동 경로 |
- 베타전지에서 사용되는 Ni-63는 반감기가 100여년 이므로 전원의 교체 없이 장시간 사용 가능
3. 베타전지의 활용
| 분야 | 적용 제품 | 설명 |
|---|---|---|
| 의료 | – 맥박 조정기 – 제세동기 | – 인체 삽입형 의료기기 기존 수명 5년에서 20년 이상으로 수명 확장 |
| 해양 | – 밸브 – 해저 센서 | – 태양광이 닿지 않는 심해 기술 – 접근이 어렵거나 불가능한 환경 |
| 우주 | – 우주선 부품 – 위성 전력원 | – 태양광이 닿지 않는 우주 기술 – 접근이 어렵거나 불가능한 환경 |
- 국방, 지질, 마이크로 소자, 지능형 로봇, 통신/센서 등 여러 분야에 베타전지 적용 가능