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裂變與聚變是現(xiàn)代核能使用的兩個方向,以現(xiàn)在的技術(shù)條件而言還局限在使用裂變能中,而聚變大概還要在天上飛五十年!當然大家不要幻想使用核裂變的電站小型化到裝進手機里!當然這是不可能的,但更不要以為核能無法裝進手機里,因為這個世界上還有一種叫做核電池的東西! 一、核電池 利用放射性同位素衰變能量來產(chǎn)生電力的裝置稱為核電池!當然各位不要以為這種電池最近才發(fā)明,核電池最早在1913年就已經(jīng)被亨利·莫塞萊所發(fā)明,只是一直無法提高效率而難以取得實際應(yīng)用價值,一直到半導(dǎo)體實用化的二十世紀五十年代后才取得實質(zhì)性的進展!核電池根據(jù)原理不同分為如下幾種: 熱轉(zhuǎn)換型
非熱轉(zhuǎn)換型 射線電池用于從射線產(chǎn)生電流。一般來源是氚 旅行者攜帶的RTG燃料容器示意圖,繪出了钚-238氧化物球體 現(xiàn)代核電池中一般以溫差式核電池和熱機轉(zhuǎn)換核電池兩種居多! 2011年11月26日發(fā)射的好奇號火星探測器用的就是核電池,它的電池壽命長達14年!當然并不是說14年后電池就沒法用了,而是衰減到無法支撐好奇號工作了!就像七十年代末發(fā)射的旅行者一號探測器,到2025年之后,其攜帶的核電池將再也無法支撐任意單一儀器開機,但它依然能提供電力,只是逐漸微弱,難以為繼了! 二、核電池能裝進手機里嗎? 印象中《火星救援》中核電池挺大的,至少也有1M左右,質(zhì)量達到了數(shù)十千克!馬特達蒙還能放到火星車里取暖。但事實上核電池可以做到極小,比如美國密蘇里大學研發(fā)的核電池約只有一美分硬幣大小(略大,1.95毫米,厚度1.55毫米)!這個級別完全可以做到放進一個小型通訊設(shè)備中! 那么它能裝進手機給手機供電嗎?從理論上來看作為信標發(fā)射機存在應(yīng)該沒有問題,但如果要作為現(xiàn)代高耗能的智能手機提供電力那明顯是不夠的!這種電池僅僅應(yīng)用于一些特殊用途,比如心臟起搏器和軍事領(lǐng)域,或者是一些極難更換電池卻需要超長時間工作的場合! 從理論上來看,提高核電池功率,降低手機功耗,設(shè)計使用一款核電池、待機時間數(shù)十年的手機在技術(shù)上并沒有特別大的障礙,但問題有兩個: 1、誰敢用這樣的手機? 隨身攜帶的核電池,萬一摔機或者出現(xiàn)意外狀況怎么辦?即使加固也很難避免在高處掉落或者出現(xiàn)車禍時的極端狀況! 2、高昂的電池成本是否值得? 盡管現(xiàn)代核電池使用已經(jīng)比較普遍,但高效高功率的電池我們依舊缺乏,比如嫦娥四號在月夜保命用的核電池就得到了俄羅斯的協(xié)助! 所以未來還是考慮化學電池吧,比如鋰電池就有很大的潛力可以發(fā)掘,甚至超級電容電池似乎也有不錯的未來,而日常使用中,超長待機時間并不能成為一個賣點,畢竟在到處都有電源,即使沒有電源,那么人手都不止一個充電寶的時代里,成本還是非常敏感的! |
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