核动力电池运用到汽车-核动力电池的原理

tamoadmin 手机推荐 2024-08-20 0
  1. 核动力的优点那么多,那如果汽车用核动力会怎样?
  2. 人类为啥需要核动力火箭?核动力火箭的优势是什么?
  3. 核能能直接转化成机械能吗
  4. 既然核动力能带来巨大能源补给,为什么核动力汽车还没有被研发出来?
  5. 核电池的研发国家

行者1号所用的电力不是太阳能电池,是钚电池(核动力电池)靠同位素衰变放热产生电力。不用太阳能的原因与你分析的一样,旅行者1号距离太阳越来越远,如果用太阳能的话,所能提供的电力就会越来越少,不足以满足飞船的需要。而用钚电池(核动力电池)是依靠放射性元素衰变时放出的热量产生电能的,既保证了飞船的电力供应,又不会因为距离太阳太远而无电可用。当然,钚电池(核动力电池)的能量也不是无穷无尽的。元素衰变完了,电力供应自然也就停止了。按照放射性元素衰变时间,电池将持续使用到2025年左右。当电池耗尽之后,电池会停止工作,所有仪器设备也就会停止工作了。

旅行者1号带有使用常规化学燃料的几台小型发动机,但这些发动机只用于飞船的姿态调整和控制,不用于飞船加速

旅行者1号的初始飞行动力是发射时的火箭提供的。用火箭把它加速到达到第二宇宙速度,也就是11.2千米/秒以上,让它摆脱地球引力,沿着预定轨道向着木星飞去。但只具备第二宇宙速度是不能飞出太阳系的。要想飞出太阳系,飞船必须加速到第三宇宙速度。显然,旅行者1号已经具有了第三宇宙速度,它是利用大行星的引力几次加速的。

核动力电池运用到汽车-核动力电池的原理
(图片来源网络,侵删)

上图中标有“1”的就是旅行者1号在太阳系中的飞行路线。

它在接近木星时,木星的引力使其加速,但它是侧向接近的,于是,在靠近木星时,它不会直接撞向木星,而是擦身而过,被木星的引力甩出去。然后,它又以精确的轨道接近了土星,在被又一次加速后,它的速度达到了17 km/s,超过了第三宇宙速度,成为人类制造的速度最快的飞行器。

钚同位素电池产生的电力仪器操作、通讯和飞船的姿态控制,也不用于飞船加速。

随着电池电力的减少,飞船上的仪器会逐次停止工作。大约在2035年前后,飞船的能源供应将完全中断,所有仪器设备也将停止工作。

核动力的优点那么多,那如果汽车用核动力会怎样?

太空探测器是人类揭开宇宙神秘面纱最有效的工具,探测器上会携带很多精密仪器,对探测对象开展科学研究,那你是否思考过,这些仪器到底是如何工作的?

对于地球上的精密仪器而言,必须通电才能够工作,同样,就算是这些精密仪器被搬到太空,依然离不开电能。

最早,航天的太空探测器都是用太阳能提供能量,免费还相对好用的东西不用白不用。

不过,免费的东西还是有弊端,一旦探测器进入星球的背面,就彻底没有了能源,整个设备不仅无法工作,而且太空低达-270 的温度,低温状态下,这些仪器会损坏。

纵观世界范围内,能在太空中利用的能源中,目前只有核电池是寿命最长,稳定性最好的。

小发电站

其实,核电池用到探测器上已经不是什么新闻了,早在几十年前,美俄冷战时期就有大量航天器使用核电池。

其实,核电池并不是严格意义上的电池,它的全称是放射性同位素热电发生器,简称RTG。

核电池的原理并不难,跟核发电站有异曲同工之妙,它利用了放射性元素衰变过程中产生的热能,热能推动发电设备工作,产生电能,

航天器上用的核电池一般是放射性元素钚-238。

钚的威力比铀还要大,钚和铀都是的材料,当年,美国日本广岛用的是铀,在长崎用的是钚。

不过核电池用的钚和不同,的钚是钚-239(239Pu),而大部分RTG则使用钚的另一种同位素钚-238(238Pu),它比前者的原子核中少一个中子。

少了这颗中子非常重要,钚-238不会爆炸

顺便说一句,1940年末,美国科学家麦克米伦用60英寸回旋加速器加速的氘核,在轰击铀时发现钚238,次年发现了钚-239,四年过后,就用钚-239就毁灭了长崎市。

真正将钚-238用到太空探测器是在美阿波罗。

钚-238衰变

一般来说,放射性元素衰变包括 阿尔法衰变、贝塔衰变和伽马衰变,不过,衰变没有聚变那么厉害。

钚-238衰变过程中,仅会释放一个氦-4原子核(α粒子),当然这一过程属于α衰变。

每克钚-238在衰变的过程中,自发产生的热量可以产生0.568W的电能。

核电池有多贵

由于钚-238是在高速器中人工合成的,这个合成的过程,成本极高,就目前来看,美俄有能力大规模生产

所以,核电池的热电转换效率非常重要,比如美好奇号毅力号核电池效率达到6.3%,在核电池领域算是效率很高的,如果转换率低化,意味着需要更多钚-238,成本会更高。

那一个核电池组件究竟有多贵呢?

美毅力号探测器

美国当地时间2月18日下午,美国毅力号火星探测器成功登陆火星,成为美国第五个成功登陆火星的探测器,毅力号此行有一个重要目的,集火星样本,试图找到有生命存在的证据。

美国火星探测器毅力号,毅力号中有一个火星漫游车,重量达到1.03吨,长度接近3米,整个尺寸与小 汽车 差不多,它用了RTG核电池,整个电池用了4.8公斤钚氧化物,总重量达到了45公斤,功率仅为110W,设计寿命14年,造价达到了7000万美元

毅力号漫游车(圆圈为核电池)

一个核电池的价格比俄罗斯最贵战机米格35还要贵,确实是太贵了。

天问一号没有核电池晚上怎么办?

上一节说的美国毅力号是在今年7月30日发射,而我国的天问一号是在7月23日发射的,它们共同的目的都是火星。

那么问题来了,美毅力号漫游车可是携带了核电池,我国天问一号仅携带了太阳能电池板,而火星表面,晚上温度为零下70度,天问一号保温成了一个比较大的问题,它晚上该如何过夜呢?

我国航天人另辟蹊径,用了相变保温系统,以正十一烷为工质,白天温度高时,正十一烷吸热变成液态存储能量,到晚上,正十一烷由液体凝固为固体释放热量,给机器设备保温。

正十一烷相变保温系统的集热窗,位于火星车背部

不过,按照探测器发展规律来看,我国探测器还是循序渐进,毕竟航天大国美国,也是慢慢才引进核电池。

核电池寿命

放射性元素寿命到底有多大,真的像有些人所说的无限寿命吗?

目前而言,就航天器上的核电池来看,别说无限寿命了,能够达到100年就不错了。

核电池的寿命是由其放射元素决定,一般太空探测区都用钚-238,而钚-238的半衰期是87.7年,当87.7年过后,核电池中钚-238一半数量衰变成钚-234,这也就意味着发电的钚-238减少了一半,能量同样也会减半。

也就是说,核电池的使用寿命是87.7年,这个时间用在太空探测器刚刚好,执行任务的时间足够了。

航天技术可否民用

经常看到新闻报道,很多高精尖的航天技术,转移到民用方面。

毅力号火星漫游车,长有3米,重量达到1.03吨,与现在路上跑的 汽车 尺寸和重量差不多,如果将这个技术民用,基本达到永动机级别了,不需要充电和加油,可行吗?

先来看下,1957年美国福特公司曾经做过第一款核动力 汽车 ,当时就做了一个外壳,拍了概念照片,一直没落地。

距离福特公司的核电池概念 汽车 已经过去60多年了,那现在技术是不是更进一步?我们来进行一个简单的推理。

驱动一台 汽车 正常运行约需要50Kw以上,这个功率是毅力号电池450倍,仅电池重量就要2160公斤,造价更是达到315亿美元,这还是抛开辐射问题的情况

因此,就目前来看,核动力电池依然是不可行的。

写在最后

考虑到核电池的种种因素,航天技术要用到民用上,还有很长时间的路要走。

人类为啥需要核动力火箭?核动力火箭的优势是什么?

核动力的优点那么多,那如果汽车用核动力会怎样?

能源和环境问题是本世纪最具挑战性的问题之一,为了应对这一挑战,开发和利用各种新能源成为当今人类社会发展的必然选择。 现在影响我们生活最大的是新能源汽车。 如果自己有核动力车会怎么样呢?对这个话题感兴趣的人相信,如果把010~3010、010~3010等这样的科幻大作、**中的核能电池、超小型核反应堆应用到车上就太棒了。

如果真的有核动力车,他的续航时间会满意吗?

虽然目前的反应堆技术还不能在汽车大小的平台上使用,但是科学技术正在发展,将来有可能全部实现,核动力汽车也不是不可能。 如果有,一斤核燃料能让汽车行驶多久? 我来算一下吧核能作为汽车的能源最终是转换为电能进行驱动,按普通的b级车计算,每100公里的耗电量约为20Kwh,以这个参数为基准, 500克浓缩铀235全部核裂变释放的能量相当于1350吨标准煤,如果1吨标准煤能够发电8130度,1斤浓缩铀大致可以产生109500度的电能。 这辆b机车行驶548775公里,可以按家庭用车年平均行驶距离1.5万公里计算。 一斤核燃料因为这个b级车可以连续行驶36年,这么长的续航距离你满意吗?

关于原子能汽车能否实现,还有很多必须克服的困难。 如果真的是制造商生产的话,就是不敢驾驶它的时候了。 首先,核燃料的放射防护能力不足以支撑小型化的安全防护。 如果发生大事故,不要总是担心暴露在核辐射的环境下。 另外,交通事故总是发生。

如果汽车是核动力的话,小碰撞没问题。 如果发生大事故,几条街就会变成平地。 既然是核能,昂贵的成本也是我们同样担心的问题,也必须考虑使用中维护所需的费用,如何添加核燃料成为一大课题,个人危险性高,车辆核燃料被非法利用,会带来非常可怕的后果。

我相信在遥远的未来会出现核动力车。 那时的那个一定很好用很方便

核能能直接转化成机械能吗

从世界上第一个支火箭发射至今,我们会发现其实现代火箭的速度并没有比多年前进步多少。但是在浩瀚遥远的太空里,更快的火箭能够帮助我们更快地到达目的地,甚至能载人到更遥远的星际去旅游,当然这是后话了。然而,随着载人登火星不断提上日程,科学家也不断在思考,究竟要如何来提高火箭的速度。事实上,有一个答案,但是似乎令人有一点恐惧,那就是核火箭。我们先来看一个带核反应堆卫星的故事和一个核动力电池的故事。

宇宙-954

苏联曾经在卫星中装入核反应堆发射到太空当中,但是核燃料的敏感性太强,当时的苏联承受着巨大的国际压力,后来这个卫星项目被取消了,这个核反应堆的卫星也宣告失败。

而且苏联的这些间谍卫星最后坠落到了地球表面上,美国和加拿大开展了宇宙-954的残骸碎片回收的项目,有一些卫星碎片还具有很强的放射性,苏联为此支付了3百万加元的赔偿

然而,随着管制核空间飞行的法律发生了变化,下一代火箭的研制工作已经开始。

旅行者1号

旅行者1号用的就是核动力电池,然后航天器上还携带了少量的燃料。事实上核能并不是直接用来提供动力的,而是用来提供电力来维持航天器运行的。事实上,航天器在外空中飞行需要的动力很少,更多的是依靠飞行器的惯性,也就是说,刚冲上天是什么速度,它就会以这个速度进行惯性飞行。

需要更快的速度

太空旅行首先是要发射火箭让飞船进入预定的轨道。我们看火箭发射的时候,都会看到火箭喷射上天的那一刻,有许多大型燃料共同燃烧推动着火箭向上。

当宇宙飞船到达太空的时候,为了摆脱地球的引力,那么飞船就需要一定的加速度来逃离,这时候核系统就能派上用场了。如果要探测更远的东西,往往就需要这些动力更强,更得劲的燃料。

更快的火箭不仅能减少宇航员暴露在太空辐射的时间,还能大大增加太空航行的效率,比如飞向海王星花了12年,但是对于人类寿命来说这12年太长了。

推进系统

推进系统主要有火箭推进系统和航空推进系统。当飞船需要脱离地球引力的时候,需要推进系统提供加速度,也就是推力;还要考虑在单位燃料产生的能量,也就是能量密度;最后还要考虑在给定燃料数量的时候产生的推力大小,也就是质量效率。

目前大多使用的都是太阳能电力推进系统和化学推进系统。

电力和化学推进系统

化学航空推进系统能够提供很大的推力,但是化学火箭推进系统的效率就比较一般了,火箭燃料的密度也比较低。比如将宇航员送上月球的火箭升空时需要产生3500万牛顿的力,就携带了95万加仑的燃料。太重了,如果要飞到深空去,燃料很可能都不够用。

电力推进系统主要利用的是太阳能电池板产生的电力产生推力,最常见的方法就是使用电场加速离子,比如在霍尔推进器。通常是用来为卫星提供动力的,质量效率比化学推进高多了,但是产生的推力却相对很小,虽然能量来源在本质上是无限的,但是当它远离太阳时,问题就大了。

核动力火箭

核动力火箭最出彩的地方,就是在理论上克服了太阳能和化学推进系统的弊端。它的能量密度非常的高,核反应堆中使用的铀燃料的能量密度比联氨(一种典型的化学火箭推进剂)高400万倍。比起几十万加仑的燃料,只需少量的铀就能把火箭送入太空,感觉轻松了不少。

两套方法,两个系统

工程师们基于核系统,设计了两个方案。

第一种叫做核热推进。这些系统非常强大,效率一般。类似是制造一个小型核裂变反应堆,加热氢气等气体,然后这些气体通过火箭喷嘴加速以提供推力。NASA的工程师估计,由核热推进技术驱动的火星之旅将比化学燃料火箭短20%-25%,效率是是化学推进系统的两倍以上,也就是说相同质量的推进剂产生的推力多了足足两倍。

第二个是核电力推进。基本原则是利用高能裂变反应堆产生电力,然后为电力推进系统提供动力,就像霍尔推进器一样。这将是非常有效的,大约比核热推进系统的三倍。由于核反应堆可以产生大量的能量,许多单独的电力推进器可以同时运行来产生大量的推力。这其实是更佳的方案,因为效率高且推力高。

既然核动力系统看起来这么吸引人,为什么仍然没有实现呢?

尚未实现的原因

主要有两点,第一是受到法律法规的影响,核能火箭升空的审批异常的复杂;第二点是研究经费不足,因为更多的研究经费仍用在传统燃料的研究之上。

而且核能伴随的安全问题是非常值得警惕的。

小结:

将反应堆带上太空曾被证明过是一件后果非常严重的事情,但是人类为了追求更快更强,在确保飞行员的健康安全和更快的研究成果的情况下,还是很有可能会坚持去研究核动力的火箭。虽然核动力火箭的优越性非常的凸显,但是它也存在一些重大的安全隐患问题。你觉得现在研究核能火箭还为时尚早吗?你支持这种研究吗?

既然核动力能带来巨大能源补给,为什么核动力汽车还没有被研发出来?

目前并没有核能直接转变机械能的办法(或许有小众的办法利用率不如烧水,不具有实用性)。

一种是核动力电池 直接用核能转变电能(或者利用衰变射线去照射太阳能电池)

一种是裂变反应堆,用热量烧水 水蒸气推动汽轮机转动。即使是将来能实现核聚变 估计还是要烧水的。

核电池的研发国家

既然核动力能带来巨大能源补给,为什么核动力汽车还没有被研发出来?核动力列车一般运用在货运已经军事用途上,客运列车不提倡。核动力的机车大概需要四节车厢左右,是普通电力机车的两倍。但是它的优点是能够提供强大而持久的动力,这一点是没人可以否认的。中间不用补充燃料,这其实更适合航海和太空飞行,因为后两者的环境极为空旷。

核动力本质都是核裂变产生热能,或是加热水,以蒸汽推动涡轮提供动能,亦或者是推动电机产生电能驱动。实质上都是把车变成了一台蒸汽车... 只是一个烧煤一个烧铀。讲道理还没内燃机来的有趣么初级的问题也有人问?核动力汽车看看成本就行了,成本高于汽油柴油的,一概淘汰。唯一能替代石油的,通过计算,只有煤炭和水生产的甲醇,没有其他,至于电池和氢能源。

所以核动力汽车并不是什么以后才会有的事情。可能楼主的意思是,会不会出现在普通人的车子上,以后普通人的车子会不会有核动力。回答是不会的,因为如果核能普及,只要修核电大力普及电力就行了出自战斗民族俄罗斯的汽车设计师之手,代号为Mesarthim F-Tron Quattro,搭载了全新4驱核动力系统。外型前卫十足,跟蝙蝠侠的车很像,对不对?在新能源车动不动就是什么纯电动。

但推进悬浮汽车也是现实的,但只能是特定的线路,利用类悬浮列车的技术,那么悬浮汽车还是能实现的。但是,悬浮不存在技术问题,利用喷射也可以实现悬浮,但消耗过多的能源动力,从理论上说,核动力的小型化完全存在发展空间,甚至小到独盏灯泡、打火机,更别说小到汽车了。

美国航天器使用核电池的历史

从上世纪中叶起,美国在 “先驱者”10号、11号探测器,“旅行者”1号、2号探测器,木星和土星探测器中,都使用了同位素温差发电器作为电源。就是因为用核电源,美国“旅行者1号”行星探测器,才创造了世界卫星远航史上的辉煌纪录。目前它是离地球最远(飞行约近200亿公里)和飞行速度最快的人造卫星。它用了36年的时间,飞行到了太阳系的边缘。

以钚238放射性同位素作热源的同位素温差发电器,曾用于美国“子午仪”号导航卫星(低轨道导航卫星系列。又称海军导航卫星系统,英文缩写为NNSS。主要功用是:为核潜艇和各类海面舰船等提供高精度断续的二维定位,用于海上石油勘探和海洋调查定位、陆地用户定位和大地测量等。从1960年4月到80年代初共发射30多颗。美国在1964年4月发射“子午仪”号导航卫星时,因发射失败卫星所携带的放射性同位素源被烧毁,钚238散布在大气层中并扩散至全球。后来改用特种石墨作同位素源外壳,以防烧毁。)、“林肯”号试验卫星(早在1965年,美国林肯号试验卫星上便使用钚 238放射性同位素作热源的同位素温差发电器)和“雨云”号卫星(是美国第二代试验气象卫星系列。从1964年8月到18年10月共发射了7颗。雨云号卫星的任务是试验新的气象观测仪器和探测方法。美国在1965年发射的一颗军用卫星中,用反应堆温差发电器作为电源。但由于电源调节器出现故障仅工作43天。1968年5月“雨云”号气象卫星发射失败时,核电源落入圣巴巴拉海峡,后被打捞上来。)。

第一个放射性同位素电池是在1959年1月16日由美国人制成的,它重1800克,在280天内可发出11.6度电。在此之后,核电池的发展颇快。

1961年美国发射的第一颗人造卫星“探险者1号”,上面的无线电发报机就是由核电池供电的。16年,美国的“海盗1号”、“海盗2号”两艘宇宙飞船先后在火星上着陆,在短短5个月中得到的火星情况,比以往人类历史上所积累的全部情况还要多,它们的工作电源也是放射性同位素电池。因为火星表面温度的昼夜差超过100℃,如此巨大的温差,一般化学电池是无法工作的。

前苏联航天器使用核电池的情况

另据了解,前苏联在1967~1982年期间,共发射了24颗核动力卫星,都属于海洋监视卫星。卫星带有以浓缩铀235为燃料的热离子反应堆,核能功率为5~10千瓦。不过核动力并不是用来驱动卫星,只是利用放射性元素衰变时放出的热量,通过热电偶产生电能给卫星上的设备供电。这些核动力卫星,多在200多公里的低轨道上工作,完成任务后核反应堆舱段与卫星体分离,并将小型火箭推到大约1000公里的轨道,可运行600年。

18年1月24日,苏联“宇宙”954号核动力卫星发生故障,核反应堆舱段未能升高而自然陨落,未燃尽的带有放射性的卫星碎片散落在加拿大境内,造成严重污染。1983年1月“宇宙”1402号核动力卫星发生类似故障,核反应堆舱段在南大西洋上空再入大气层时完全烧毁。

随着后来美苏太空竞赛的冷却,人类探索深空的脚步放缓。由于在近地轨道,核电池的性价比不及太阳能电池,此外,目前全球钚238主要产自俄罗斯,燃料来源的局限也拖累了核电池的发展、应用。

中国在自主研发的核电池上迈出大步

月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普遍规律。由于月球自转和公转都是28天,所以“月球夜”会长达14天(月球日即白昼也有14天)。由于月球昼夜要半个月交替一次,温差高达300℃,那里是零下150度到180度,太冷了,月球车上的所有的仪器全部要冻坏。普通电池无法应对。现在所使用的各种高级的蓄电池,什么锂电池、氢电池,各种各样的电池对我们来说都没有用。长时间经受极大温差对我国月球探测器是个极大挑战。迫使我们一定要想出新的办法,于是我们国家自己研制了原子能的电池,欧阳自远院士说,我国的月球车实际上在同时使用太阳能和核能作为能源。黑暗中的月面,温度骤降到零下100多摄氏度,为防止车载仪器被冻坏,休眠中的月球车就得靠核电池的能量来保温,并维持与地面的通讯。而一旦新一个白昼来临,太阳能电池就能重新驱动月球车工作。

中国第一块放射性同位素电池于11年3月12日诞生于中科院上海原子核所,以钋210为燃料,输出电功率为1.4瓦,热功率35.5瓦,并进行了模拟太空应用的地面试验。随着我国核电站数量的增加,由乏燃料后处理提取的镎237原料的逐渐积累,为后来开发钚238电池,提供了物质基础。

据欧阳自远院士介绍,近年来,我国在自主研发的核电池上迈出了大步。我国月球车搭载的核电池,是由中国原子能科学研究院牵头研发的。

从中国原子能科学研究院该院官方网站上,可以得知,从2004年开始,该院正式启动航天用同位素电池的研发;到2006年,研制出我国第一颗钚238同位素电池;2008年通过了专家组的鉴定。这颗电池的研制成功,填补了我国长期以来在该研究领域的空白,标志着我国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。

核电池的用武之地不仅仅局限于太空。在高山、深海、南北极乃至人体中到处可以找到它的影踪。心脏起搏器用的核电池重量仅40克,体积很小,寿命可达十年。病人免除了经常做开胸手术的痛苦。在极地、海岛、高山、沙漠、深海等条件恶劣、交通不便的地方都是RTG的大显身手之地。自动无人气象站、浮标和灯塔、地震观察站、飞机导航信标、微波通讯中继站、海底电缆中继站等都可以使用免维护、长寿命的RTG供电。

据原子能院的文章介绍,第一颗“国产”同位素电池的各项指标均超过了预期要求,研制全过程安全无误,功率为百毫瓦级。这将保证中国首次将核能用于航天器。据悉,为了保证着陆器的能源供应,嫦娥三号就是使用了这种原子能电池(RTG同位素电池)。

我国首次实用核电池将随“嫦娥三号”软着陆月球,并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上。这种原子能电池可以连续工作30年。有了它,再不怕月球晚上温度骤降到零下150度到180度。完全可以确保探测器上仪器不至于被冻坏。为防止车载仪器被冻坏,夜间休眠中的月球车可以靠核电池放出来的热量保温。而一旦新一个白昼来临,太阳能电池就能替代核电池,重新驱动月球车工作。

对嫦娥三号来说,核电池中的钚金属块238它相当于一个热源。这一热源对将在月球环境下生存的嫦娥三号的保温作用是至关重要的。其释放出的热量及经过温差热电转换器的转换形成的电流,充分满足了嫦娥三号的能量需求。它的能力虽不足以让火箭升空,却可以用于小规模供电,支持嫦娥三号所带月球车低速移动;支持嫦娥三号所带设备正常工作;支持嫦娥三号与地球之间的通讯。

中国第一个钚-238同位素电池

中国第一个钚-238同位素电池是在中国原子能科学研究院诞生的,同位素电池的研制成功标志着中国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。

2004年,原子能院同位素所承担了“百毫瓦级钚-238同位素电池研制”任务,在两年时间里要完成总体设计和一系列相关工艺研究,研制出样品。

同位素所和协作单位并按制定的研究方案开展了大量的模拟实验、示踪实验、热实验等工作。最终检测表明电池性能完全达到了技术指标要求,辐射防护检测的各项指标均符合国家安全要求。中国第一个钚-238同位素电池诞生了。

小型核电池

虽然在很久之前核电池就已经应用在航天领域,但是在因为大小的限制,在地球上核电池的应用还很少。大多数核电池通过固态半导体截获带电粒子,因为粒子的能量非常高所以半导体随着时间的推移将受到损伤,为了能让电池长期使用,核电池被制造的非常大。

中国第一块放射性同位素电池于11年3月12日诞生于中科院上海原子核所,以钋210为燃料,输出电功率为1.4瓦,热功率35.5瓦,并进行了模拟太空应用的地面试验。随着我国核电站数量的增加,由乏燃料后处理提取镎237原料的逐渐积累,为今后开发钚238电池提供了物质基础。从2004年开始,中国原子能科学研究院启动了太空同位素电池的研发,2006年该院研制出我国第一颗钚238同位素电池。

我国将于2013年发射“嫦娥三号”探测器在月球进行软着陆并施放月球车。前不久月球探测工程首席科学家欧阳自远院士接受媒体访时透露,中国月球车将配备核电池来帮助月球车进行“冬眠”,等到太阳再次在月面上升起时,电池自动重启,月球车开始进入工作状态,这样的核电池可持续工作30年。

目的:为微型机电系统或者纳米级机电系统找到合适的能量来源。