咱們?nèi)粘Ｉ畹闹械娜魏我豁棊щ姷脑O備，如果說裝上核動力電池，那會是什么效果呢？一塊核動力電池續(xù)航2.8萬年！天啦，豈不是這樣一塊牛叉電池，妥妥地成了我們這一代人祖祖輩輩的家傳寶貝嗎？

前不久，筆者剛和大家介紹了中國微型核反應堆研發(fā)獲得重大突破，即我國首座鉛鉍合金零功率反應堆——“啟明星III號”實現(xiàn)了全球首次臨界，并且正式啟動我國鉛鉍堆芯核特性物理實驗。這意味著我國在此領(lǐng)域的研發(fā)徹底領(lǐng)先西方，而且技術(shù)更為硬核。鉛鉍合金反應堆技術(shù)的突破，對海軍來說是一次“重大變革”，若將其作為海軍艦艇的動力源，能夠令艦艇從此不再受限于動力限制，為海軍裝備升級和深度遠航指明了新的方向。

現(xiàn)在，又一個重大利好消息傳來，中國核動力電池研發(fā)獲得階段性成功。

在全國人民被新冠疫情搞得心煩意亂的是當下，中國核動力電池研發(fā)成功，無疑是一束亮麗的陽光照進了我們?nèi)諠u灰暗的小心情。

咱們今天就來探討一下中國人自己的超微型核動力電池。微型核電池的工作原理是什么呢？它為啥不再需要核反應堆和厚厚的隔離防護層呢？

核材料通常有三種發(fā)熱方式：核裂變、核聚變和核衰變。

世界各國的核電站、核航母、核潛艇的關(guān)鍵動力，甚至原子彈均是核裂變。

太陽、氫彈則是核聚變，現(xiàn)在世界各國的核科學家們也正日夜不停地在攻關(guān)可控核聚變。

而核動力電池則是核衰變，即放射性元素在進行衰變時也會產(chǎn)生巨大熱量，此時如果配以熱電材料，就能夠?qū)⑦@些熱能有效轉(zhuǎn)化為電能。

核動力電池還有一個更加專業(yè)的名稱：放射性同位素熱電發(fā)電機，又叫“放射性同位素電池”，簡稱RTG。

核動力電池是全球最前沿的科技之一，在航天器電源、心臟起搏器電源和一些特殊軍事用途上，核動力電池已經(jīng)開始成功運用。

我們今天說的“無限能源”的核動力電池，就是通過原子核的放射衰變來獲取電能。

當然，核動力電池在航天領(lǐng)域的應用比較多，比如嫦娥三號、嫦娥四號和玉兔二號上就有同位素電池，可以給月球探測器供熱，在漫長寒冷的月夜保持其核心溫度。再過幾年，我國將發(fā)射的中國版的“旅行者一號”和“旅行者二號”，也將配備同位素核動力電池。

不過，同位素核動力電池的問題是價格更高，要做出大功率的就更昂貴了。

目前，航天器使用的空間電源主要有三類：化學電池、太陽能電池和核動力電池。相比較而言，面對核動力電池的天然優(yōu)勢，化學電池和太陽能電池就像是一只螞蟻站在大象面前那么緲小。因為同位素衰變時所釋放的能量大小和釋放速度，對外界環(huán)境如陽光、溫度、化學反應、壓力、電磁場等等未知影響全部“免疫”。

例如美國“毅力”號火星車的同位素核動電池，一枚就價值7000萬美元，貴得連我們的“祝融”號火星車都舍不得使用。

2012年8月6日，重達1噸的美國“好奇號”火星探測器在火星表面上徐徐著陸。細心的人們從電視畫面中發(fā)現(xiàn)，“好奇號”和它的兩個前輩“勇氣號”和“機遇號”長得有些不一樣，它的身側(cè)少長了兩根長長的“翅膀”——太陽能電池板。取而代之的是一臺重約45公斤、發(fā)電功率為140瓦的核動力電池。

“好奇號”這塊核動力電池由兩部分組成：裝有钚-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶。固體熱電偶是一種半導體，可以把钚-238核衰變所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能。

空間核動力包括空間核電源和核推進，用來給航天器提供電能和推進動力?？臻g核動力是軍民兩用的硬核科技，可以滿足通信衛(wèi)星、軍用衛(wèi)星、空間站、空間運輸、空間武器、空間作戰(zhàn)平臺、深空探測、外星基地等對電能和推進動力的持續(xù)供給。

依照我國的核工業(yè)技術(shù)層級，“祝融”號火星車完全可以和“好奇”號、“毅力”號一樣，使用同位素核動力電池，但為了控制成本，節(jié)約有限的航天資金，我國航天研發(fā)人員幾經(jīng)猶豫，最終還是選擇了傳統(tǒng)且廉價的太陽能電池板。

因為同位素核動力電池還有一個重大缺陷，即能量轉(zhuǎn)換效率并不太高。

要知道，核動力電池的技術(shù)“門檻”可不是一般的高。它是科技的魔鬼還是天使?中國核科學家一直在苦苦探索。

目前，空間核動力利用的主要是核反應堆產(chǎn)生的裂變能和放射性同位素的衰變能。根據(jù)不同的任務需求、通過不同的方式，空間核動力裝置可以把核能轉(zhuǎn)變成電能和推進動力。

“钚-238是可以做核電池的?！陛椛浞雷o和環(huán)境保護專家、中國工程院院士潘自強曾經(jīng)明確指出。

但同位素核電池是有一定輻射的，特別是采用钚-238材料的。雖然钚-238衰變的時候，釋放的粒子比較大，速度也不快，號稱用一張紙都能擋住它。可一旦泄露，也是致命的，因為钚-238屬于高放射性物質(zhì)。所以現(xiàn)在使用同位素電池的都是無人航天器，像載人飛船、空間站，都在使用傳統(tǒng)的太陽能電池板。

例如美國nasa“毅力”號使用的核動力電池，其能量效率就只能達到可憐的6.3%，這在核電池領(lǐng)域已經(jīng)是很高的了，但依然遠低于太陽能電池板。

中國空間站的薄膜太陽翼，光電轉(zhuǎn)換效率達到30%，能效轉(zhuǎn)換是美國佬的近5倍。

由此可見，美國人這種不顧性價比，只求名譽上高大威猛的土豪玩法，也只有把無限印刷美元作為第一榮耀的美國佬才干得出來，在中國人看來，不講性價比就是耍流氓。

一顆就要7000萬美元，如果非要用它做成核動力汽車，即使王思聰也搞不好也要把他老子玩破產(chǎn)。

打個形象點的比方，美國小伙子追求姑娘的方法是，在地上擺滿九百九十九朵玫瑰，中間僅僅點一只蠟燭。而中國小伙追求姑娘的辦法是，讓十支蠟燭照亮中間的10朵紅玫瑰。同樣是表達愛，但中國人的愛溫度更高、更能經(jīng)受風雨，也更有持續(xù)性。

回到咱們的主題，回顧世界各國對核動電池的研發(fā)利用歷史，最早對核能利用的美國和前蘇聯(lián)。公開資料顯示，早在20世紀50年代，美國和前蘇聯(lián)就開始研發(fā)空間核動力技術(shù)，主要著眼于裝備軍用衛(wèi)星、戰(zhàn)略彈道導彈、巡航導彈等，并投入了難以想象的人力財力。

到本世紀初，美國至少已在26次空間任務中使用核動力。從2003年起，美國開始執(zhí)行“普羅米修斯”計劃，意在研究帶有核電推進系統(tǒng)的星際宇宙飛船以探測木星最大的天然衛(wèi)星。

而蘇聯(lián)解體后，俄羅斯接其衣缽，對核動力進行了更為深入的探索和利用。2009年，俄羅斯宣布了功率為兆瓦級“核飛船”的研制計劃。2014年，俄羅斯組裝出了為未來核動力飛船反應堆服務的“熱源”——核燃料釋熱元件。這些核燃料使用的是高濃縮二氧化鈾。如一切順利，這些核動力裝置將于2018年建成。迄今，俄羅斯已從國家預算中為研制相關(guān)反應堆、發(fā)動機和太空艙總共撥款170億盧布(約合31億元人民幣)。

與此同時，中國也對同位素電池也進行了研究。

潘自強院士介紹說：核動力電池以前還用在心臟起搏器中。”公開資料顯示，使用僅僅40克重量的核電池心臟起搏器，它的壽命可長達十年，讓患者免除經(jīng)常開胸做手術(shù)換電池的痛苦，隨著人類科技的不斷進步，在不久的將來，人們完全有可能一次安裝核電池心臟起搏器，永遠無需忍夜開堂破肚的痛苦。

目前的問題是，核電池價格極其高昂。

科學家說，如果將一根木頭的核能量全部都釋放出出來，足夠我們一個普通家庭一輩子的用電。在這個能源日益緊缺的時代，環(huán)境正在急劇惡化，愈來愈要求人們得盡快找到化石能源的替代品，發(fā)展核動電池便是一件功在當代利在千秋的大事。

所以，早在2008年11月24日，中國原子能科學研究院研制的百毫瓦級钚238同位素電池就通過了由中核集團公司組織的科技成果鑒定。

核電池的用武之地不僅僅局限于太空。高山、深海、南北極乃至人體中到處可以找到它的影蹤?，F(xiàn)在，核電池正向效率更高、功率更大、安全性更強的方向發(fā)展，它不但能幫助人類遨游太空、暢游海洋，還會走進日常生活給我們帶來諸多便利。

既然中核集團下屬機構(gòu)已經(jīng)將核電池安裝在機器狗上邊，就說明在最基本的核輻射防護措施上已經(jīng)做到萬無一失，隨著技術(shù)研發(fā)的進一步躍升，實用產(chǎn)品線也必將大大拓展。

核電池的關(guān)鍵難題在于，大幅度降低成本，大幅度提升功率。大家不要忘了，西方世界所有高大尚的玩意兒，一旦遭遇中國工程技術(shù)人員，那就等同于遇上了高端價格粉碎機。中國人不是已經(jīng)把價值七千萬美金的美式核電池搞得可以裝上寵物狗了嗎？至于功率提高十倍百信，我們有足夠的信心相信中國科學家的創(chuàng)造能力。

有業(yè)內(nèi)人士認為，對我國這樣一個能源生產(chǎn)和消費大國來說，既有節(jié)能減排的需求，也有能源增長以支撐經(jīng)濟發(fā)展的需要，這就需要大力發(fā)展新型高效的儲能產(chǎn)業(yè)。核動力電池作為儲能產(chǎn)業(yè)最具發(fā)展?jié)摿Φ拈W亮明星，具備壽命更長、性能更可靠、儲能能力更出眾等諸多優(yōu)點，相信在未來有著無限廣闊的壯麗前景。

再用那句提勁的話結(jié)尾，每個中國人都對中國科技的來充滿期待，恨不得向天再借五百年，見證祖國在逆襲的征途上更加光芒璀璨！