手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相

随着科技的不断发展,手机已经成了每个现代人必备的工具,人们用它来联络和娱乐。可在享受手机带来的便捷时,手机电量成为了许多人头疼的地方,因为在高强度的使用下,很多手机一天必须要充好几次电。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
而在这种情况之下,人们开始将目光投向了“核电池”,幻想手机能够用上它。可能在许多人的眼中,“核电池”产生的电能几乎是无穷无尽的,甚至有人声称它拥有一万年的续航时间。可事实真的如此吗?
想要知道这个问题的答案,我们首先要了解什么是“核电池”。核电池的真正名称为“放射性同位素热电发生器”,英文简称为“RTG”。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
其实光从中文名称中,我们就能大体知道核电池的工作原理,即利用放射性元素衰变产生的热能发电。
大多数核电池需要一种名为“钚”[bù]的放射性元素,而它非常的危险,因为原子弹的所需的主要物质就是它。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
不过核电池中的钚与核武器中的钚还是有区别的,核电池中的钚是钚-238,比原子弹中的钚-239少了一个中子,这让其危险性大大降低,至少不会发生剧烈的爆炸,只会慢慢衰变成铀-234。
核电池中的钚-238在衰变过程中会产生α粒子,这种粒子的动能会转化成热能,从而使得钚-238变得炙热无比。可这个衰变过程并没有释放电子,它究竟是如何产生电的呢?
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
这就要提到一个概念——热电效应,即在某种特殊情况下,一定程度的温度差是能够产生电流的,核电池就是利用这种效应进行发电。
截至目前,核电池主要被用于太空探索方面,虽然几十年它刚问世的时候,有人曾试图将它装在心脏起搏器上,但是最终这一想法被放弃了。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
因为一旦装有核电池心脏起搏器的人被意外火化,将会对周围环境和生物造成污染,这种污染处理起来非常麻烦,所以最终真正生产出来的核能心脏起搏器大约只有100多个。
在冷战时期,NASA和前苏联曾大量使用核电池为探测器供电,而这并不是因为它能够续航“一万年”,而是因为它可以不受到阳光的影响,从而长时间且持续的稳定供电。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
事实上,说起航天探测器我们很容易想到太阳能电池,因为外太空没有大气层的阻挡,太阳光的强度远比地球高,这使得太阳能几乎是一种取之不尽的能源。
但之所以没有大规模地使用太阳能,是因为太阳能有致命的缺陷:采光。当探测器背离太阳或者距离太阳过远时,太阳能电池几乎就等同于报废,而核能却并不存在这样的问题。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
1977年,为了对太阳系其他几颗行星进行观察探索,同时也为了让宇宙深处留下人类存在过的证明,NASA先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”。
因为它们两个是背离太飞行,并且还离太阳越来越远,所以科学家们在就它们的身上装了3个核电池。由于同位素衰变会产生高温,为了不影响两个探测器的正常工作,科学家们将3个核电池装在了它们的一个悬臂上。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
事实上,不仅仅是旅行者号们的身上装配了核电池,一些耳熟能详的探测器上同样装配了核电池,比如好奇号火星车、先驱者10号、先驱者11号等等。
甚至阿波罗计划中也有许多地方用到了核电池,比如说用来测量月球月震的仪器、用来测量月球表面磁力的仪器等等,而为了给这些设备供电,NASA设计了一种专门的核电池。
手机|“核电池”真能续航一万年从它的工作原理中,你可以了解真相
文章插图
从下图能够看到,阿波罗12号上的宇航员正在将核电池拿出,准备放到地面的散热器中。因为核电池能够持续产生热量,如果不将多余的热量辐射出去,会对设备造成一定的破坏。
对核电池有了初步的了解,我们再回到文章最开始的的问题:核电池真的能够实现一万年的续航吗?很遗憾,这其实是个遥不可及的幻想。