核能电池即将问世？使用寿命长达数万年，传统电池或将被淘汰？

【蜂耘网 能源环保】随着社会的发展，人们越来越离不开手机等电子产品，但是反复充电却并没有那么方便。如果说，现在发明了一款电池，能用几十甚至是几百年不用充一次电，你会怎么想呢？

 

你一定觉得这是科幻电影里才有的设定，其实并不是这样，核动力电池早就已经问世，并且已经投入使用。那么，核能电池到底是怎么回事呢？

 

核能电池是怎么回事

 

早在1959年，美国人就制造了第一个核能电池。而在1969年，美国阿波罗11号上，就应用了类似核能电池的装置。

 

当时，在阿波罗11号上，安装了一个填充有放射性元素钚-238的装置，单纯给飞船提供足够的热能，并不是用来发电。

 

 

后来，在阿波罗12号上，通过对该装置进行改造，使它彻底变成一个提供电能的装置，变成一个真正意义上的核能电池。

 

正是利用了这个装置，大大节约了飞船的空间和质量，也让飞船有足够的电量，出色完成此次月球探索任务。

 

 

那么，核能电池和核能发电站是一样的吗？

 

答案是，不一样。核能电池和核能发电站虽然都应用了放射性元素，但是工作原理是完全不同的。

 

核能发电站利用的，是放射性元素的裂变产生的热量，将热量转换为动能，再将动能转化为电能。这跟传统的发电站原理相似，只不过是将放射性元素裂变产生的热量，替换为烧煤产生的热量。

 

而核能电池，是利用放射性同位素衰变所产生的能量，通过能量转换装置，将热能转化为电能的过程。一般情况下，放射性同位素作为原料，被储存在核能电池的最内部，由于放射性同位素的衰变，不断向外散发热量。

 

在放射性同位素的外面，包裹着能够进行能量转换的材料，这些材料能够将热能转换为电能，是核能电池重要的组成部分。

 

在热能转换材料外面，是辐射屏蔽层。如果将来想要在人们日常生活中，将核能电池广泛地推广应用，这一层是必不可少的，通过辐射屏蔽，可以防止辐射泄漏对周围环境及人体健康造成伤害。

 

核能电池的最外层，是合金保护层，用来保护电池的内部结构以及确保电池能够将多余的热量散出去。

 

由于核能电池具有体积小、受环境干扰小、续航时间长等优点，目前已经在多个领域投入使用，并且以出色的表现得到了研究人员的广泛认可。为此，各国也投入大量的时间和金钱，对核能电池不断优化改革，以期能更好地应用于人们的日常生活。

 

核能电池的应用

 

核能电池在航天领域，应用较为广泛。由于太空中自然环境恶劣，飞船在太空中进行任务时，对电量的要求就十分的严苛。

 

首先，飞行器对电源的要求是体积小、质量轻且续航时间长。起初，在航天领域应用最多的是太阳能电池提供的能量，但是太阳能电池在宇宙中，容易受到宇宙射线的干扰，元件失效对于飞行器来说，就失去了能量的来源，这是非常不稳定的。

 

而且，由于人们对宇宙的探索越来越深入，不可能一直围绕着太阳进行探索，对新电池的需求也就十分迫切。

 

核能电池正是满足了多种宇宙航行的需求。如1961年，美国发射的“探险者1号”导航卫星上，无线电发报机的电能，就是由核能电池提供的。在“探险者1号”工作了10年之后，仍然能接收到来自无线电发报机的消息，也就是说，这个核能电池整整工作了十年之久。

 

在一些环境比较恶劣的领域，同样需要核能电池。比如在深海探测时，太阳能无法深入海底，而海底探测需要长时间待在水下，无法经常进行维护，需要核能电池提供长时间续航来保证机器的运行。

 

另外，在一些极寒地区需要记录气候的变化，这些自动装置都需要一个持久稳定的供能。这是由于极寒地区，同样无法经常进行维护，所以对设备的要求就格外严格。

 

除了在这些自然领域的应用，核能电池同样可以应用于人体内。

 

心脏起搏器的发明，挽救了许多有心脏疾病的患者。心脏起搏器就是通过产生特定的电流，刺激心脏的搏动。虽然，心脏起搏器对电能的消耗非常低，但是由于传统电池的续航有限，基本上过几年，患者就需要重新手术，更换起搏器。这样一来，患者就会再次面临手术带来的风险，并且要多次承受高额的手术及治疗费用。

 

而自核能电池应用于医学领域之后，患者只需承受一次心脏起搏器的植入，大大降低了多次手术带来的风险。

 

核能电池不知不觉已经深入到我们的身边，那会不会造成核泄漏，危害人们的身体健康呢？

 

核能电池的好处固然众多，但是人们更担心核污染的问题。与常规电池不同的是，核能电池一旦出现泄漏，造成的污染及对人体造成的伤害，是不可估量的。

 

那么，核能电池究竟真的安全吗？

 

实事求是地说，在核能电池的发展过程中，确实出现过核污染的情况出现。在1964年，美国一枚运载导航卫星的火箭发生故障，导致携带的核能电池发生爆炸，放射性物质被散落在全球，引起人们的广泛关注。

 

在1968年，美国一枚气象卫星脱轨，坠落在太平洋中，好在核能电池并未受到破坏，及时打捞，也避免了一场海洋核污染的发生。

 

由于核能电池的意外频频发生，人们对核能电池的安全性产生了质疑。在1997年，美国计划发射配置有核能电池的火星探测器“卡西尼”号时，遭到了示威者的严重抗议。这是因为一旦探测器的核能电池发生爆炸，就会有许多人死于癌症。

 

虽然核能电池具有一定的风险，但是带来的收益也是巨大的，所以随着科学技术的发展，还是有望在人们日常生活中广泛应用的。

 

核能电池对传统电能的颠覆

 

与传统电池不同的是，核能电池具有更高的稳定性、更久的续航、功率也可以更高。

 

而且，核能电池与核能发电站不同的是，核能电池利用的是放射性同位素的衰变原理，也就是说，若干年后核能电池衰变结束，电池失去效能的时候，也不会对环境造成污染，属于清洁能源。

 

 

这也是为什么各国花费大量的人力物力进行研究的主要原因，由于地球上化石能源日益减少，且在使用时会对环境造成一定的污染，所以寻找清洁高效能的能源替代，是势在必行的。

 

如果将来有一天，核能电池广泛应用于人们的生活，不用充电的手机，超长续航的汽车都将成为现实。

 

但是，核能电池的发展，也受到一定因素的制约。

 

首先是安全问题，上面我们也提到过，虽然现在核能电池也应用多个领域，但是，多应用于无人的场景，且场景较为单一稳定。

 

如果将核能电池应用于普通人们的日常生活中，就会产生许多的不确定因素及意外的发生，这就对核能电池的安全性产生了极大的考验，一旦在人们的生活场景发生核泄漏，危害是不可估量的。

 

其次，目前核能电池的造价十分昂贵。像铀这种强放射性物质，每克价格高达4000美元，而且现在对于放射性同位素衰变的热能利用率还很低，所以核能电池并不是普通家庭能够负担得起的。

 

不过，现在研究人员发现，氚具有较高的能量密度，在核反应发生之后，会产生大量的氚，而且氚衰变产生的电子并不会穿透人体，只有在吸入大量的氚，才会对人体造成危害。如果将这些氚合理利用，或许核能电池走入生活将成为现实。

 

（蜂耘能源环保网 责任编辑：小安生）