核电池是什么？为什么不用充电也能续航百年

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视频介绍

据了解，当放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子，如果正确利用的话，能够产生电流。通常不稳定的原子核会发生衰变现象，在放射出粒子及能量后可变得较为稳定。核电池正是利用放射性物质衰变。会释放出能量的原理所制成的，但它为什么不充电就能用几十年呢？虽然它的名字也带核电两个字，但它的工作原理与核电站并不相同。我们可以把核电站的发电原理，简单理解为，核反应堆裂变时产生的热能加热水，形成大量的水蒸气，从而推动汽轮机带着发电机一起转动，它的转化过程是：核能→内能→机械能→电能。而核电池的能量转换则更为简单。直接将放射性同位素衰变时，产生的热能转化为电能。这当中的主要原理就是热电效应，1821年德国物理学家塞贝克，发现了一个神奇现象。将两种不同的金属两端连接在一起组成回路,如果两个接触点的温度不同,那么回路中就会产生电流,这就是热电效应中的塞贝克效应。因此核电池中主要有，放射性同位素热源，和温差电堆两个部分。他们一个供热一个发电，源源不断地输出着电量。目前核电池中最常用的，同位素是钚-238它在衰变过程中，会释放出一个α粒子。α粒子的质量较大、速度较慢，并且用一张纸就可以轻易的阻挡，所以大大减轻了电池的屏蔽重量，当α粒子在材料中受阻减速时，就会释放热量。据测算钚-238在衰变过程中的，功率密度达到了0.41瓦每克。并且半衰期长达87.7年，不用充电就可以长时间的提供电量，因此科学家们率先将其，利用到了空间探测器上。美国”好奇号“火星探测器上，就使用核电池替代料太阳能电池。它不仅可以规避火星沙土，对太阳能电池板的覆盖问题。还能够摆脱外界阳温度、压力、电磁、场化学反应的影响。持续的为探测器输出电量。虽然核电池的功率，会随着同位素的衰变不断减弱。预计十四年后，将由最初的125瓦的功率输出，降低至100瓦。但是它的使用寿命，依旧远超太阳能电池。而除了航空航天领域，核电池还曾应用于心脏起搏器，它的重量仅有100多克，却可以在人体内连续工作十年以上。患者不必因为更换电池，而反复进行开胸手术但是因为高昂的价格，和核扩散等现实问题。目前核电池技术只能出现在，不计成本的尖端行业。并不能作为普通商品与大家见面。好了，本期视频就到这里了，我们下期再见。