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你知道嗎,？下一次“核戰(zhàn)爭”已經(jīng)近在眼前了,，只不過這次的主角并不是什么“殺傷性武器”，而是“核電池”,。

那么,，核電池是什么時(shí)候出現(xiàn)的呢？它又經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程,？它真的能用一萬年嗎,？

人類和核能之間的“孽緣”基本都開始于上個(gè)世紀(jì)，核電池也不例外,。它是在1913年,，由英國物理學(xué)家亨利·莫塞萊發(fā)明的。那一年,，他利用水晶X射線衍射法觀察和測量了多種金屬化學(xué)元素的波譜,，在首創(chuàng)莫塞萊定律之后,，順便設(shè)計(jì)了世界上第一個(gè)核電池。

根據(jù)資料來看,，當(dāng)時(shí)這塊核電池使用的是20mCi的β放射源,，采用直接收集機(jī)制獲得150kV的電壓以及電流。不過,，這塊電池也有不少缺點(diǎn),，其中最典型的，就是對真空環(huán)境有著嚴(yán)格的要求,，在這種情況下,，它的可應(yīng)用領(lǐng)域很少。

后來,，人們都發(fā)現(xiàn)了核電池的壽命要比普通電池長的多,，這種優(yōu)點(diǎn)剛好符合那一時(shí)期準(zhǔn)備起步的航天探索事業(yè)。所以,，一批科學(xué)家在忙著搞“核武器”,，另一批科學(xué)家則忙著研究核電池。

自上世紀(jì)五十年代開始,，核電池就開始進(jìn)入了快速發(fā)展的階段,，人們通過熱電轉(zhuǎn)換機(jī)制造出了適用領(lǐng)域更寬泛的核電池，相關(guān)的研究甚至擴(kuò)展到了器件制造和應(yīng)用方面,。

眼看著這種“超長壽命電池”不斷取得研發(fā)成果,，美國在1956年就制定了核動(dòng)力輔助計(jì)劃（簡稱SNAP），希望核電池的研究可以助力航天發(fā)展,。到1961年,，他們便已實(shí)現(xiàn)讓核電池飛上太空的壯舉了。

如今,，核電池的發(fā)展已經(jīng)過去了百年,，人們學(xué)會(huì)了使用核廢料制作核電池，進(jìn)一步提升它的發(fā)電性能和壽命等等,。

比如,，此前美國的NDB公司就表示，他們通過相關(guān)技術(shù),，造出了一種新型核電池,，這種電池的壽命甚至能達(dá)到2.8萬年左右。

那么,，為什么核電池的壽命能這么長呢,？它的工作原理到底是什么？

核電池又叫放射性同位素電池,、原子能電池,，雖然與核武器,、核電站之類的共同起步發(fā)展，但是知名度相對較低,，一直比較低調(diào),。這就導(dǎo)致大家對它產(chǎn)生了一些誤解，比如不少人都覺得核電池就和核電站的發(fā)電原理一樣,，它就是“濃縮版”的核電站,。

但事實(shí)上，核電站是利用核反應(yīng)堆當(dāng)中,，原子核裂變釋放的核能來發(fā)電的，而核電池的發(fā)電原理和核裂變一點(diǎn)兒關(guān)系都沒有,。因?yàn)樗墓ぷ髟�,，是讓其中的同位素衰變產(chǎn)生能量，然后再將這些能量轉(zhuǎn)換成電,。

正是因?yàn)橛羞@樣特殊的發(fā)電原理,，所以核電池的分類是按照“轉(zhuǎn)換方式”來區(qū)分的。人們將其分成了兩大類,，分別是非熱轉(zhuǎn)換型核電池和熱轉(zhuǎn)換型核電池,。并且這兩大類之下可以繼續(xù)細(xì)分，比如非熱轉(zhuǎn)換式還可以分為直接充電型,、直接轉(zhuǎn)換型和間接轉(zhuǎn)換型,。

首先來說說熱轉(zhuǎn)換型核電池。它算是起步發(fā)展比較早的一類,，技術(shù)發(fā)展相對成熟,。從其名字就能看出，它是利用同位素衰變后產(chǎn)生的熱能來發(fā)電的,。首選的同位素有人工合成的化學(xué)元素鋦244,、鋦242以及钚238，這之中大家比較熟悉的應(yīng)該是钚238,，畢竟它是世界上第二個(gè)被合成的超鈾元素,。

钚238不僅能夠在衰變的過程當(dāng)中，釋放出大量的熱量以供發(fā)電,，其半衰期的年限還特別長,，大約為87.74年。這就意味著,，從理論上來說,，你擁有了一塊由钚238制成的核電池,，少說也能用幾十年，如果愛惜一點(diǎn),，它的壽命甚至比你家房子的產(chǎn)權(quán)年限還長,。

目前這類電池常用的機(jī)制為熱離子轉(zhuǎn)換、熱光電轉(zhuǎn)換,、賤金屬熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換等等,，其中熱離子的轉(zhuǎn)化效率雖然高達(dá)20％，但是用于轉(zhuǎn)換的原料鋦244產(chǎn)量比較少,，價(jià)格十分昂貴,，無形中就提升了制造成本。

其次再來看看非熱轉(zhuǎn)換型核電池,。這類電池主要依靠同位素衰變放出β粒子來發(fā)電,。以直接充電式核電池為例，它的基本結(jié)構(gòu)就包括放射源,、真空系統(tǒng),、電荷收集裝置。工作原理是在真空環(huán)境之下,，發(fā)射源發(fā)出β或者α粒子,，然后被電荷收集裝置捕捉到形成電場。

其實(shí)從不同核電池的發(fā)電原理來看,，之所以有人宣傳它能使用1萬年甚至更久,，主要是根據(jù)其中同位素的半衰期長短來判斷的。不過雖然核電池的半衰期很久,，但是也頂不住一直消耗,，所以它的實(shí)際使用年限應(yīng)該還是和“用電量”息息相關(guān)。

正因如此,，目前“能用一萬年”還是有些夸張宣傳的意味,，再者也沒有人有那么“長壽”，真的目睹這個(gè)電池在1萬年后才耗盡電量,。不管怎么說,，核電池的壽命對比其他電池來說，都要長的多,，目前研發(fā)的核電池大多適用于“耗電量”不太大的設(shè)備,。

此外，想讓核電池真正成為人們“夢想中”那種,，能夠順利使用千年或者萬年的“超級電池”,，還需要進(jìn)一步改進(jìn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，因?yàn)榇蟛糠趾穗姵氐哪芰哭D(zhuǎn)換效率都太低了，這是一種浪費(fèi),。至于將核電池推廣進(jìn)行民用,，估計(jì)還有十分漫長的路要走，畢竟它們的造價(jià)實(shí)在是太高了,。

不知道NDB公司研制出用“核廢料”制作的納米級鉆石核電池,，能不能依靠廉價(jià)的原料，拉低核電池的市場價(jià)格,。若是價(jià)格夠低的話,，大家還是很樂意買一塊來用用的，不求千年萬年,，哪怕用5到10年也不虧,。那么，若是未來核電池的研制取得了更大的進(jìn)步,，它將會(huì)被應(yīng)用在哪些領(lǐng)域當(dāng)中呢,？

首先就是航天領(lǐng)域了,，這一領(lǐng)域是各國角逐的主要目標(biāo)。其實(shí)將核電池應(yīng)用于太空探索,，不止是看重它壽命長,，還有重量輕，以及小,、能夠經(jīng)受強(qiáng)烈振動(dòng)之類的要求,。從目前的情況來看，核電池滿足了大部分要求,。

因此早在旅行者1號(hào)進(jìn)入太空遨游的時(shí)候,，美國就為它裝上了長效RTG核電池。根據(jù)資料來看,，它的核燃料是以钚238為主的,，咱們在上文中提到過，這是熱轉(zhuǎn)換型核電池的首選元素,。在擁有了這一電池之后,，遠(yuǎn)游長達(dá)幾十年的旅行者一號(hào)，在2025年前依舊能與咱們保持聯(lián)絡(luò),。

其次就是在進(jìn)入民用領(lǐng)域后,，核電池可以用在手機(jī)、電動(dòng)汽車之上,。在裝上核電池后,，大家就不用再尋找充電寶和充電樁了，因?yàn)橛猩陜?nèi)，電池的電量是消耗不完的,。

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