核燃料电池(核燃料电池车)

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。

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”。

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。

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？

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。

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。

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。

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。

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。

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。

核电池的“燃料”钚-238是一种放射性同位素，它的半衰期大约为87.7年，这也就意味着，只要是以钚-238为“燃料”的核电池，87.7年后都会有一半的钚-238变成铀-234，而再过87.7年后又会有一半的钚-238变成铀-234。

虽然届时它可能还在发热，但是却已经无法产生供人类使用的电流强度，也就是说它此时已经属于“废品”了。

从这个角度来看，所用的航天器上携带的核电池其实大约只够用100年左右，不过这也够了，因为绝大部分传感器的零件根本没有100年的使用寿命。

当然了，虽然核能电池没有一万年的夸张续航时间，但它依然是人类能够制造出来的寿命最长的电池。

总的来说，核电池发电原理和核发电有着本质区别，因为它并不是利用核裂变或核聚变的热能发电，而是利用同位素衰变产生的热能进行发电。而它也没有几千或一万年的使用时间，最多也就100多年。

而因为核电池存在一定的危险，再加上造价成本过高，所以在可预见的未来，它只会在航天领域得到应用，几乎不可能被民用，所以希望手机或汽车上用到核电池的朋友可能要失望了。