МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННОГО
ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПИТАНИЯ 

Пчелинцева Екатерина Сергеевна, кандидат физико-математических наук, начальник зондовой и электронной микроскопии, Научно-исследовательский технологический институт, Ульяновский
государственный университет (г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42), nanolabniti@gmail.com
Новиков Сергей Геннадьевич, кандидат технических наук, начальник лаборатории твердотельной электроники, Научно-исследовательский технологический институт, Ульяновский государственный университет (г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42), novikovsg@ulsu.ru
Беринцев Алексей Валентинович, научный сотрудник лаборатории твердотельной электроники, Научно-исследовательский технологический институт, Ульяновский государственный университет (г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42), berints@mail.ru
Костишко Борис Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физических методов в прикладных исследованиях, ректор Ульяновского государственного университета (г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42), kost@sv.uven.ru
Светухин Вячеслав Викторович, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физического материаловедения, директор Научно-исследовательского технологического института, Ульяновский государственный университета (г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42), slava@sv.uven.ru 

537.533.9 

Цель работы: моделирование импульсного режима работы радиационно-стимулированного источника электрического тока на основе изотопа 63Ni. Моделирование проводилось в системе LTspice IV согласно структурной схеме импульсного радиационно-стимулированного источника тока. Бетавольтаический элемент питания представлял собой батарею из 1000 кремниевых pin-структур с глубиной залегания p-n-перехода 1,2 мкм и кремниевых фотодиодов с глубиной залегания перехода 6,5 мкм, включенных последовательно и параллельно с общей площадью p-n-переходов около 1000 см2. В конструкции импульсного радиационно-стимулированного источника тока в соответствии со схемой удалось достигнуть увеличения выходного напряжения до 1,3 В в постоянном режиме, выходного импульсного тока – до значения 200 мА, импульса напряжения – до значения 180 мВ, с длительностью импульса до 2 мс и частотой повторения порядка 800 Гц. Полученные результаты
свидетельствуют об эффективности применения радиационно-стимулированного элемента электрического питания, работающего в импульсном режиме, когда имеется необходимость в источнике питания, работающем более 50 лет и дающем ток генерации до 200 мА в пике разрядки. Предполагаемыми областями применения полученного материала являются микроэлектромеханические системы, нуждающиеся в элементе питания, работающие длительное
время в труднодоступных местах и климатических условиях. 

бетавольтаический эффект, радиационно-стимулированная генерация тока, моделирование физических процессов.

1. Guo, H. Nanopower betavoltaic microbatteries / H. Guo, A. Lal // The 12th International Conference on Solid State Sensors, Actuators and Microsystems (Boston, 2003). – Boston, 2003. – P. 36–39.
2. Ануфренко, В. Б. Использование сверхмногослойных наноструктур для прямого преобразования ядерной энергии в электрическую / В. Б. Ануфренко, А. М. Михайлова, А. Н. Палагушкин // Нано- и микросистемная техника. – 2008. – № 8. – С. 30–38.
3. Blanchard, J. Nuclear microbatteries for MEMS and nano devices / J. Blanchard et al. // Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology – APCOT. – 2006. – P. 1–4.
4. Нагорнов, Ю. Р. Моделирование радиационно-стимулированного источника тока на pin-структурах / Ю. Р. Нагорнов, Е. С. Пчелинцева, Б. М. Костишко, О. А. Корнилов, В. М. Радченко, В. Д. Рисованный // Известие высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. – 2009. –
№ 3 (11). – С. 113–125.
5. Пчелинцева, Е. С. Радиационно-стимулированный источник энергии на основе изотопа никель-63 / Е. С. Пчелинцева и др. // ВАНТ. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2011. – № 1. – С. 65–69.