不充电可用上百年！中国研发核电池取得进展，充电会成为历史吗？

电的本质是一种能源，然而随着社会经济的发展，化石能源是我们使用最多的能源，可化石能源毕竟有用完的那一天，用完的时候用什么替代呢？很多人想到的就是——核能。

核能也称为原子能，是一种高能量密度的能源，打个比方，一个100万千瓦级的热电站通过烧煤，需要350万吨，需要几千辆火车运送，那如果使用的是核能呢？

一个同级别的100万千瓦核电站，每年仅仅需要25吨的低浓缩铀，一辆卡车就能装下。

有人就会想到，如果用能把核能源小型化，变成电池的大小，那不就都不用充电了？

核动力电池

自20世纪中叶以来，深空探索成为了航天科技大国的必备项目，可是，发射上去的设备也是需要电的，设备自身的能源供应决定了深空探测任务的深度和广度，传统的电池用完之后需要多次充电，而充电的方式几乎只有太阳能。

深空探测中，很多任务远离太阳或者处于阴影照射区，光照严重不足，同时环境温度过低，普通的电池和太阳能电源几乎不可用，科学家们就把目光转向了——核能。

核能电池也叫做同位素电池，是利用同位素衰变产生的热量转换成电能的装置，这样的装置具有不依赖太阳、能量密度高、工作寿命长等优势。

19世纪50年代开始，同位素电池逐渐被研制使用。

1959年，人类的第一个同位素电池在美国被制造出来，它重1800克，在280天内可以发出11.6度的电。

此后，同位素电池的开始迅猛发展。

1961年，美国发射的第一颗人造未名“探险者1号”上搭载的无线电报发电机由核电池供电。

1969年，美国阿波罗11号飞船登上月球，上面安装了两个同位素装置，提供飞船在月面夜间取暖使用，功率为15瓦，使用的燃料为钚-238。

钚-238具有半衰期长（87.7年）、比热功率高及无须厚重辐射屏蔽等优势，钚-238制成的电池成为当时深空同位素电池的首要甚至唯一选择。

当时我国由于技术有限，没有提取钚-238的途径，只能制作其他核电池。

1971年中科院上海原子核所只能使用钋210为燃料制造出了我国的第一个同位素电池，输出电功率为1.4瓦。

随着我国航天技术的发展及国内核电站的增加，钚238电池的研发出现了可能。

2004年开始，中国原子能科学研究所正式启动了航天用同位素电池的研发，4年后，中核集团的钚238电池研发成功，填补了我国在40年间没有大功率核电池的空白。

2013年和2018年发射的嫦娥三号、四号月球着陆器上都搭载了中俄联合研发的钚238电池。

既然科技已经出现其应用，核电池能否进入我们的生活中呢？

核电池能应用到生活中吗？

在此之前，我们先好好地了解一下这个钚238电池，了解之后相信大家就有结论了。

我们说到的钚238是一种人造材料，天然环境下不存在，钚238电池能够在衰变过程中释放能量，同时其释放周期是较长的能够达到几十年。

但是，这也是世界上最罕见和昂贵的材料。

2012年美国宇航局重启了钚238的生产问题，投入了大约2000万资金，通过旗下的橡树岭实验室进行“大规模生产”。

这个“大规模”有多大呢？

2015年的时候，橡树岭实验室每年的产量仅仅为400克，价格极其昂贵，发电量也不大。

按照美国多任务放射性同位素电池的数据来说——

其中装载了4.8千克二氧化钚238，热功率仅仅为2千瓦，通过热量转化成电量后也只有百瓦级别。

也就是说，这个将近5千克的大电池，能够转换出的电力和一个巴掌大的普通充电宝差不多，唯一的好处是上百年不用充电。

有人就好奇了，同样是核能，为什么核电站的功率那么大，核电池这么小呢？

因为，现在的核电池的设计理念和反应堆是完全不同的。

核反应堆之所以能量大，是因为核反应堆的能量来源是链式核裂变反应。

通俗地来说，就相当于反应堆里的核材料不断发生了与核武器相同的“裂变反应爆炸”，产生了大量的能量，我们通过控制“爆炸”的速率来获取能源。

同位素电池却不同，同位素电池本身并没有发生链式反应，其本身衰变释放的能量在现有人类的技术下变为电能的效率奇低。

举个例子，现在的同位素可以想象成一块烧红发热的铁，由于这个发热来源于衰变会持续几十年之久，我们就把它向外散发的热量收集起来转化成电能。

二氧化钚-238燃料块

同时，核电池还有一个问题，核电池释放的能量几乎是固定的，就算不使用也会一直释放能量，现有的人类科技下，如果有一台同位素做电池的手机，那么得到的仅仅是一个核动力暖手宝。

在遥远的未来，微型的核电池一定会被攻克，与此同时，人们也会担心另一个问题——核危害。

核电池会有危害吗？

一个物质总是两面的，核也一样，核相关的物质能够释放巨大的能源，与此带来的核危害，如我们也经常听闻核辐射，核电池也会有吗？

如钚-238电池的使用中就发生过危险，钚-238除掉本身的放射性外，本身也是极毒物体。

1964年，美国发射失败的Transit-5BN-3卫星再入大气层的过程中就发生了燃烧，其装备的同位素电池中的钚-238燃料全部释放到了大气层当中，造成了十分严重的污染。

目前人类能想象到的核电池都是α、β衰变核素，其衰变过程中释放的粒子射程比较短，正常使用的时候不用担心辐射问题。

可是民用的情况下，一旦损坏使得核材料外露，我们几乎是无法察觉的。在几天内其产生的电离辐射会直接引起体内细胞中DNA的损伤，产生癌变、先天性畸形等情况。

由于人类对于核辐射的认识十分地久远，在未来，一种较为安全的核电池也必然会出现。

在能源缺乏的当下，核能源一直是一种被期望的能源。如果未来的某一天，核电池真的出现到了民用领域，你会选择使用吗？

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