「卫星」核电池,一切电池的终极形态。其实很早就入役为人类服务了( 二 )


正是核电池的应用 , 太空无人探测器才具有了远离太阳 , 探索深空的可能 。 当太阳能电池不能获得足够太阳光的时候 , 只有核电池才能支持探测器继续工作 。
之后的“海盗” , “先驱者” , “旅行者”等一系列探测器在核电池的支持下 , 才有了探测木星 , 土星 , 海王星等一系列远征 。 才能够让探测到的信息和资料回传给地球 , 让我们得以看到这些遥远邻居的近貌 。
尤其是“旅行者”一号 , 迄今为止远离地球211亿公里 , 飞行40年 , 已到达太阳系行星轨道之外 , 这是人类史上最远的飞行 , 核电池依然在履行职责 , 让人类知道了太阳风的边缘世界信息 。
著名的“好奇”号火星车全核电池供电 , 已经取消了太阳能电池供电板 。
下图后方黑色圆柱体为核电池
苏联时期 , 在60-80年代 , 也发射了几十颗核电池卫星 , 用于海洋检测侦察使用 。 这些卫星是低轨卫星 , 组成了苏联著名的“神话”海天侦测系统 。 主要的任务就是在全球实时追踪定位美国的航母战斗群 。 需要不间断向地面发射坐标和图像信息 , 核电池加太阳能的组合可以很好的满足大功率长时间的工作 。
在1982年英阿马岛战争期间 , 苏联通过“神话”掌控了英国舰队的动向 , 联络阿根廷政府希望提供情报 , 结果被阿根廷拒绝 。 好吧 , 阿根廷不相信眼泪 。
中国的航天同位素核电池由中国原子能科学研究院在2006年研制成功 。 “嫦娥”探测器登月 , 即使用了核电池 。
月球白天黑夜的交替是14天一次 , 月球白昼温度127摄氏度 。 黑夜温度骤降至零下190摄氏度 , 300度的温差 , 如此寒冷的温度 , “玉兔”月球车上的所有仪器都会被冻坏 。 如此低温 , 无论是锂电池 , 还是氢电池或者铝电池 , 全都不能正常工作 。 黑暗中的月球车和嫦娥探测器就依靠核电池的能量保持温度和地面的通讯 。 等待着白昼的来临 。
核电池的优点非常多 , 但是一样有缺点 。 作为目前使用的初代核电池 , 受限于热能转换材料的性能 , 只有10%-20%的热能被利用 。 其余的能量被浪费无法转换 。 受限于热能转换率 , 电流有限 , 如果要提供足够的功率 , 大体积随即会产生高辐射 。 使用的钚等元素的毒性 , 也极强烈 , 这是一把双刃剑 , 只有等待将来了 。
随着科技和材料性能的提升 , 在进一步提高热能转化率和更换放射性同位素之后 , 将来的应用领域将更加广泛 , 包括地球上的极地 , 海岛 , 高山 , 沙漠 , 深海等自然环境恶劣 , 交通不便的地方 , 都会是它大显身手之地 。
但是 , 在民用领域 , 核电池的推广和普及有极大的难度 。 首先是价格问题 。 电池原料使用的钚 , 钋等都很难获得 , 有些甚至需要在核裂变乏材料中提取 。 价格注定非常昂贵 。
最大的障碍还不是价格 , 泛民用还会引发核安全问题 。 收集储存电池芯 , 将会很容易制造出一颗脏弹 , 每个人都将具有摧毁社会的能力 。 被特殊组织利用 , 将会是一场接一场的人祸 。
其次是安全性问题 。 美苏都发生过电池破裂烧毁丢失的事故 。 虽然现在的核电池已经做的极度安全 , 但是一旦出现破裂摔坏 , 内部的放射性元素会直接暴露在空气中 。 这会引起民众极大的担忧 。
1997年美国太空总署发射“卡西尼”土星探测器的时候 , 就发生过民众抗议事件 。 担心发射失败电池会造成环境污染 。
虽然核衰变电池不会爆炸 , 只是缓慢释放能量而不发生反应 , 不用担心成为微型原子弹 , 但是辐射 , 一样让绝大多数普通民众谈核色变 。
当下 , 我们只有在专业领域 , 看它大放异彩了 。 特别是充满了幻想和未知的太空 , 这是核电池的应用海洋 。