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核電池

現(xiàn)如今，手機(jī)早已成為了很多人的親密伙伴，但是網(wǎng)上沖浪的幸福時(shí)光常常被突然彈出的充電提醒打斷。這時(shí)難免會(huì)幻想，如果科學(xué)家能夠發(fā)明出一款可以一直使用，且不用充電的電池就好了。

其實(shí)，這種電池在現(xiàn)實(shí)生活中是真實(shí)存在的，它就是放射性同位素溫差電池，俗稱核電池。

它的工作原理與核電站并不相同，我們可以把核電站的發(fā)電原理簡(jiǎn)單理解為核反應(yīng)堆裂變時(shí)產(chǎn)生的熱能，加熱水，形成大量的水蒸氣，從而推動(dòng)汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。即核能到內(nèi)能到機(jī)械能，再到電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

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核電池的能量轉(zhuǎn)換

而核電池的能量轉(zhuǎn)換，則更為簡(jiǎn)單。直接將放射性同位素衰變時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，這當(dāng)中的主要原理就是熱電效應(yīng)。

1821年，德國(guó)物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神奇現(xiàn)象，將兩種不同的金屬兩端連接在一起組成回路，如果兩個(gè)接觸點(diǎn)的溫度不同，那么回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這就是熱電效應(yīng)中的塞貝克效應(yīng)。因此，核電池中主要有“放射性同位素?zé)嵩础焙汀皽夭铍姸选眱蓚€(gè)部分，它們一個(gè)供熱，一個(gè)發(fā)電，源源不斷地輸出著電量。

目前核電池中最常用的同位素是钚--238，它在衰變過(guò)程中會(huì)釋放出一個(gè)阿爾法粒子。

阿爾法粒子的質(zhì)量較大，速度較慢，并且用一張紙就可以輕易的阻擋，所以大大減輕了電池的屏蔽重量。當(dāng)阿爾法粒子在材料中受阻減速時(shí)就會(huì)釋放熱量，據(jù)測(cè)算，钚--238在衰變過(guò)程中的功率密度達(dá)到了0.41瓦每克，并且半衰期長(zhǎng)達(dá)87.7年，不用充電就可以長(zhǎng)時(shí)間的提供電量。

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核電池的用處

因此，科學(xué)家們率先將其利用到了空間探測(cè)器上，2012年8月6號(hào)，美國(guó)好奇號(hào)火星探測(cè)器成功著陸在火星表面。細(xì)心的觀眾不難發(fā)現(xiàn)，他的身上少了兩個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的太陽(yáng)能電池板，取而代之的是一臺(tái)重約45公斤的核電池。

它不僅可以規(guī)避火星沙土對(duì)太陽(yáng)能電池板的覆蓋問(wèn)題，還能夠擺脫外界陽(yáng)光，溫度，壓力，電磁場(chǎng)，化學(xué)反應(yīng)的影響，持續(xù)的為探測(cè)器輸出電量，雖然核電池的功率會(huì)隨著同位素的衰變不斷減弱，預(yù)計(jì)14年后將由最初的125瓦的功率輸出降低至100瓦，但是它的使用壽命依舊遠(yuǎn)超太陽(yáng)能電池。

而除了航空航天領(lǐng)域，核電池還曾應(yīng)用于心臟起搏器，它的重量?jī)H有100多克，卻可以在人體內(nèi)連續(xù)工作十年以上，患者不必因?yàn)楦鼡Q電池而反復(fù)進(jìn)行開胸手術(shù)，但是因?yàn)楦甙旱膬r(jià)格和核擴(kuò)散等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，目前核電池技術(shù)只能出現(xiàn)在不計(jì)成本的尖端行業(yè)并不能作為普通商品與大家見面。

原文標(biāo)題：不用充電就可以一直使用的核電池到底是好是壞？

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