了解一下核电池

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嫦娥四号着陆在月球背面，核电池将进入人们的视野，引起了广泛的关注，但核电池到底是

一个什么东西呢？

中科院的科学家已经在网上发布了关于核电池的一些基本信息，毕竟属于高科技产品，所

以核能电池，对于该电池的基本原理、结构以及运作机制、生产工艺，目前还很难获得清晰的认知，

既然已经运用在航天领域，其基本的信息应该还是要了解一点，至于更专业的知识，要查找

各种资料才能有完整的认识，如查阅专利、科技期刊等，作为平民百姓，普及基本知识足

够。

而这些基本知识就是：

第一：研究的起始时间，应该是上世纪50年代；

第二：到目前止，核电池已经探索出几种类型：

1) 直接充电式核电池;

2) 气体电离式核电池;

3) 辐射伏特效应能量转换核电池;

4) 荧光体光电式核电池;

5) 热致光电式核电池;

6) 温差式核电池;

7) 热离子发射式核电池;

8) 电磁辐射能量转换核电池;

9) 热机转换核电池。

其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式,应用较少。目前应用最广泛的是

温差式核电池和热机转换核电池。

第三：真正的应用时期：是上世纪七十年代，最先也是应用在木星探测器上。

第四：普及化之前遇到的一个难题是体积庞大，后来由美国密苏里大学计算机工程系教授权

载完率领的研究组成功为“核电池”瘦身，研发出的“核电池”体积小但电力强的核电池。其大

小只是略大于1美分硬币(直径1.95厘米，厚1.55毫米)，而电力是普通化学电池的100万

倍。

第五：核电池的基本工作原理：它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具

有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。利用放射性同位素衰变放出载能粒子如α粒

子、β粒子和γ射线，并将其能量转换为电能的装置。

第六：核电池提供的电压范围：

1) 可分为高压型，即达到几百至几千V；

2) 低压型；即几十mV到1V 左右；

第七：核电池结构：一般核电池在外形上与普通干电池相似，呈圆柱形。在圆柱的中心密封

有放射性同位素源，其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。换能器的外层为防辐射的

屏蔽层，最外面一层是金属筒外壳。

第八：核电池的优缺点：

1) 优点：核电池在衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反

应、压力、电磁场等的影响。其中温差适应性最强核能电池，如这次嫦娥四号在月球背面要适用温差

300度的环境。

2) 缺点：有放射性污染，必须妥善防护；而且一旦电池装成后，不管是否使用，随着

放射性源的衰变，电性能都要衰降。

第九：核电池寿命：核电池提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能达到5000年。实

际上2020年8月7日美国好奇号火星车抵达火星，核电池寿命可达14年。而我国 “嫦娥三

号”用的核电池可以连续工作30年。

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