چکیده: مبدل هسته ای انرژی حاصل از واپاشی چشمه های رادیواکتیو را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. این مبدل ها بر اساس فرایند تبدیل انرژی به دو نوع: مبدل حرارتی (RTG ها) و غیرحرارتی (باتری های هسته ای) تبدیل می شوند. در بین انواع مختلف باتری ها، باتری های هسته ای به علت طول عمر بالا (بیشتر از 10 سال) و چگالی انرژی (مقدار انرژی ذخیره شده در واحد حجم ) زیاد در مقایسه با انواع دیگر باتری ها از جایگاه ویژه ای برخوردارهستند. بعد از کشف تابش تلاش برای تولید انرژی الکتریکی از چشمه های پرتوزا توسط مبدل های هسته ای با هدف طول عمر و چگالی انرژی بالا از اویل سال 1900 آغاز شد. در سال 1913 هنری موزلی اولین مبدل هسته ای غیرحرارتی که از نوع شارژ مستقیم بود را ساخت. در این پژوهش باتری هسته ای بتاولتائیک با نیمه رسانای اکسید روی (ZnO) به‌صورت پیوند شاتکی با چشمه رادیواکتیو 90Sr مورد بررسی قرارگرفت. باتوجه ‌به اینکه در این پژوهش قصد داریم، اثر نانو ذرات اکسید روی بر بازده باتری هسته ای را برسی نماییم، ابتدا با استفاده از قانون طلایی فرمی طیف بتای چشمه 90Sr/90Y محاسبه شد، سپس با استفاده از کد MCNPX اثر نانو ذرات اکسید روی را در مبدل با هندسه های مختلف در باتری هسته ای مورد بررسی قرار گرفت. اکسید روی (ZnO) یک نیمه رسانا با پهنای باند انرژی وسیع و ارزان قیمت است که امکان تولید آن در دمای پایین و به روش‌های مختلف وجود دارد. ابتدا با شبیه سازی توسط کد مونت‌کارلو MCNP مقدار بهینه ضخامت و ابعاد باتری برای مدل شماره 1 که شامل مبدل با هندسه ی مسطح و چشمه جامد استوانه ای توپر بود، بدست آمد و با سه مدل دیگر با هندسه های مختلف چشمه و مبدل با مساحت پیوند و ضخامت لایه های یکسان مقایسه شد. نتایج شبیه سازی نشان داد با تغیر هندسه مبدل از مسطح به استوانه ای با مساحت پیوند و ضخامت لایه های برابر و همچنین با تغییر هندسه چشمه از استوانه توپر به استوانه ی لایه نشانی شده روی مبدل (مدل شماره 4)، در شرایط یکسان جریان اتصال کوتاه 374%، ولتاژ مدارباز 7.5% و بازده باتری بتاولتائیک 412% افزایش داشت. همچنین در مدل شماره 5 با همان چشمه استوانه ای توپر مانند مدل 1 و با هندسه متفاوت که از مجموع هشت مبدل استوانه ای توپر که حول چشمه قرار گرفته اند، معرفی شد. در این حالت ضمن افزایش 24% جرم مبدل و 198% مساحت پیوند، با ترکیب سری یا موازی مجموعه هشت مبدل استوانه ای می توان به ولتاژ مدارباز تا 18.72 V، جریان اتصال کوتاه تا 128 µA رسید و همچنین بازده باتری بتاولتائیک تا 152% نسبت به مدل شماره 4 افزایش داشت. در انتها مدل نهایی با چشمه مایع و مجموعه ای از مبدل ها معرفی شد، که ضمن افزایش 89% جرم مبدل نسبت به مدل شماره 4، به ترتیب مساحت پیوند 298%، جریان اتصال کوتاه 33%، ولتاژ مدارباز 153% و بازده باتری بتاولتائیک 263% افزایش داشت.