引言：试想一块电池，装在心脏起搏器里，患者一生无需更换；放在南极科考站中，数十年不用维护；送入深空探测器，千年之后依然在供电。这并非科幻小说——2026年7月6日，中国西北师范大学与甘肃烛龙科技有限公司在兰州联合发布“千纪源”系列碳-14核电池，将这一愿景推向了现实。与2025年3月发布的“烛龙一号”相比，全新“千纪源天枢”核电池在体积缩小至原来的17% 的同时，短路电流提升至2.5倍、最大功率提升至2.6倍，体积功率密度实现了惊人的15.5倍跃升。更关键的是，研发团队强调，这款设备从技术到零部件完全实现国产化，未使用任何外国技术或部件。碳-14半衰期长达5730年，理论上赋予电池数千年的超长寿命——在零下100摄氏度至200摄氏度的极端温度范围内均可稳定运行。从医疗植入设备到深空探测，从极地科考到万亿级物联网传感器，“千纪源”的诞生标志着中国在微型核电池领域完成了一次全链条自主化的关键跨越。《澳纽网》为您带来深度解读。
一、从“烛龙一号”到“千纪源天枢”：15倍功率密度的跃升
2025年3月，西北师范大学联合无锡贝塔医药科技有限公司发布了中国首款碳-14核电池工程样机“烛龙一号”。彼时，这已是全球首款基于碳化硅（SiC）半导体材料的碳-14核电池。
时隔仅16个月，研究团队交出了一份远超外界预期的升级答卷。
2026年7月6日，西北师范大学在兰州主办“千纪启源·核能革新”自主可控碳-14核电池全链条技术成果发布会，正式发布两大核心成果：“千纪源天枢”碳-14核电池与“千纪源能枢”碳化硅换能器。
项目团队负责人苏茂根教授介绍，与“烛龙一号”相比，“千纪源”系列实现了五大技术突破：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。
核心性能指标的提升令人瞩目：
| 指标 | “烛龙一号” | “千纪源天枢” | 提升幅度 |
|---|---|---|---|
| 放射性材料用量 | 基准值 | 仅22% | 减少78% |
| 短路电流 | 基准值 | 2.5倍 | +150% |
| 最大输出功率 | 基准值 | 2.6倍 | +160% |
| 设备有效体积 | 基准值 | 仅17% | 缩小83% |
| 体积功率密度 | 基准值 | 15.5倍 | +1450% |
数据来源：西北师范大学/甘肃烛龙科技发布会公开信息
在绝对数值上，“千纪源天枢”在16.8立方厘米（略大于1立方英寸）的体积内，使用129毫居里（mCi） 的碳-14放射源，实现了短路电流0.713微安、开路电压2.06伏、填充因子0.77、最大输出功率1.13微瓦的性能。
虽然1.13微瓦的功率远不足以驱动手机或笔记本电脑（一台智能手机待机功耗约为5-10毫瓦，是它的数千倍），但对于那些不需要频繁更换、只需要长期稳定供电的微型设备而言，这已是革命性的突破。
二、5730年半衰期：一块电池能用“一辈子”的真相
碳-14（Carbon-14）是一种放射性同位素，半衰期长达5730年。这意味着，在5730年后，电池中的放射性材料仍有初始量的一半——其电力输出也将维持在大约初始水平的一半。
苏茂根教授介绍，碳-14核电池理论上拥有数千年的超长寿命。对于人类而言，这几乎等同于“永久能源”。
这背后的物理原理是β辐射伏特效应（betavoltaic effect）。碳-14在衰变过程中释放β粒子（高速电子），这些电子撞击碳化硅半导体换能器，直接产生电流。与传统核电池（如美国深空任务中使用的钚-238热电发生器）依靠热量发电不同，“千纪源”系列属于更先进的直接转换型微型核电池，无需热机转换，结构更紧凑、效率更高。
极端环境适应能力是另一大亮点。该电池可在零下100摄氏度至零上200摄氏度的温度范围内稳定运行。无论是南极的极寒、撒哈拉的酷热，还是外太空的温差剧变，“千纪源”都能持续供电，无需任何维护。
三、从心脏起搏器到深空探测器：谁需要“千年电池”？
1.13微瓦虽然不大，但它解决的是一个根本性问题：在那些“换电池就是换设备”或“根本没机会换电池”的场景中，能源从何而来？
医疗植入设备：这是最直接的受益领域。当前心脏起搏器的电池寿命通常在5-10年，患者需要多次手术更换。若植入碳-14核电池，患者一生可能只需一次手术。脑机接口、神经刺激器、人工耳蜗等精密植入设备同样有望受益。英国原子能管理局（UKAEA）和布里斯托大学于2024年联合制造的全球首个碳-14钻石电池，同样瞄准了“眼部植入物、助听器和起搏器”等医疗设备。
深空探测与极地科考：在远离太阳的深空，太阳能电池板效率骤降；在南极或月球背面，无人值守设备需要数十年不间断供电。核电池正是这些场景的理想能源。中国的月球科研站、火星探测计划，未来或可受益于这类长寿命微型电源。
万亿级物联网：随着万物互联时代的到来，数以万亿计的传感器将遍布城市、农田、海洋和森林。为它们逐一更换电池是不可想象的——而“千纪源”提供了“安装即忘”的解决方案。
四、全链条自主化：不依赖任何外国技术
“千纪源”系列的另一层重要意义，在于其完全自主可控的技术体系。
研发团队明确表示，该设备从设计、材料到制造工艺，未使用任何外国技术或零部件。这意味着中国在碳-14核电池领域，已经打通了从放射源制备、换能器制造到系统集成的全链条国产化能力。
从国际竞争格局来看，目前全球核电池技术主要沿着两条路线发展：一条是以美国为代表的钚-238（Pu-238）热电式核电池路线，主要用于大型深空探测器（如“旅行者号”、“毅力号”火星车），但钚-238全球年产量不足2.5千克，而需求已超过4.8千克，供应缺口持续存在；另一条是以中国“千纪源”和英国“碳-14钻石电池”为代表的β辐射伏特效应微型核电池路线，功率在微瓦至毫瓦级，但寿命更长、体积更小、成本更低。
苏茂根教授表示，核电池是空天探测、极地科考、特种装备、无人值守等场景不可或缺的长寿命能源，也是中国新能源战略的重要组成部分。科技日报在报道中指出，早期版本存在功率低、集成度差、成本高等问题，团队此次聚焦于小型化、高功率、低成本、高集成的系统性升级。
五、挑战与展望：微瓦级能源的“天花板”与“突破口”
当然，“千纪源天枢”并非万能。1.13微瓦的输出功率意味着它目前只能服务于微功耗设备——传感器、计时器、微型医疗植入物等。它无法取代锂离子电池在手机、电动车或电网储能中的角色。
但正如晶体管在诞生之初也只能做简单的开关运算一样，技术突破往往从“小”开始。研究团队的下一步目标，很可能是提升输出功率至毫瓦级，进一步拓展应用场景。
苏茂根教授在发布会后接受采访时表示，碳-14核电池的产业化前景广阔，团队正致力于降低成本、提升功率密度、延长使用寿命，推动这一技术从实验室走向市场。
从“烛龙一号”到“千纪源天枢”，中国科研团队用16个月的时间，完成了一次技术代际的跨越。在全球核电池竞赛中，中国不仅没有被拉开距离，反而在碳-14微型核电池这一细分赛道上，跑出了令世界瞩目的加速度。
本文为《澳纽网》根据2026年7月6日西北师范大学与甘肃烛龙科技有限公司联合发布会公开信息及多家媒体综合报道整理。
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