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原子能電池（又稱核電池，為氚電池或放射性同位素發電裝置）是指那些使用放射性同位素衰變時產生之能量來產生電力的裝置。這會使人誤解成核反應堆，但實際上這種電池不是利用鏈式反應來產生能量。核電池比起一般電池有很長的壽命且其輸出能量遠比一般化學電池為高，可惜其製作成本也相對很高，使這種電池多用於一些需長時間運作又難以更換電池的儀器之上。[1][2]
核電池之技術早在1913年已經被亨利·莫塞萊所發明，使眾科學家都期望此技術能夠用於太空儀器上。但由於一直無法提高能源效率，這技術到近年納米技術研發出更有效的半導體後再被關注。[3]
核電池大致分成兩種類，分別是熱轉換型核電池及非熱轉換型核電池。熱轉換型是運用會放出大量熱能的同位素，（如鈽238，鋦244及鋦242等）透過熱電效應或光電效應（吸收被自行加熱之同位素的紅外綫）來生產電力。而非熱轉換型核電池則使用同位素衰變時放出的β粒子，也就是直接用電子來發電，中間不涉及使用熱力來產生電力，所以稱為非熱轉換型的核電池。熱轉換型核電池的能量效率是0.1～5%，而非熱轉換型核電池則有6～8%。[4]
- 熱離子轉換器
- 放射性同位素熱能發電機
- 熱光伏太陽能電池（Thermophotovoltaic cells）
- 鹼性金屬熱電轉換器
- 斯特林放射性同位素發電機：利用放射性同位素產生溫差，推動斯特林發動機。
- 放射性同位素熱能發電機
- 鑽石電池
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