《核電池：上天入海顯神通》（Nuclear battery: God into the sea was magical）是趙洋寫的論文，主要講述了各類核電池的性能、原理、使用情況等等。
基本介紹
- 中文名：核電池：上天入海顯神通
- 外文名：Nuclear battery: God into the sea was magical
- 作者：趙洋
- 裝訂：平裝
簡介,作者介紹,論文內容,
簡介
剛剛登入火星的“好奇”號探測車一定可以避免“鳳凰”號的厄運。“好奇”號的電力由一台“放射性同位素熱電發生器”(縮寫為RTG)提供，本質上是一塊核電池。該電池的設計使用壽命為14年，不但比太陽能電池耐久，也不會像太陽能電池那樣受火星塵埃的影響。可為重達一噸的“好奇”號提供充足電力。
作者介紹
趙洋
太空與歷史愛好者。專業背景為航空宇航器製造工程、天文學史、航天史。
作者還寫過：
[趙洋]核電池：上天入海顯神通
[趙洋]星座關乎命運？
[趙洋]諾亞方舟，在太陽熄滅前起航
[趙洋]誰發現了時差——從《八十天環遊地球》談起
[趙洋]垃圾充塞太空..
論文內容
2008年11月2日，美國“鳳凰”號火星登入器發出了最後的信號。由於“鳳凰”號著陸地點的光照出現季節性減少，不足以為太陽能電池充電，加上突如其來的一場沙塵暴，“鳳凰”號電量耗盡，時間比預計提前了3周。
剛剛登入火星的“好奇”號探測車一定可以避免“鳳凰”號的厄運。“好奇”號的電力由一台“放射性同位素熱電發生器”(縮寫為RTG)提供，本質上是一塊核電池。該電池的設計使用壽命為14年，不但比太陽能電池耐久，也不會像太陽能電池那樣受火星塵埃的影響。可為重達一噸的“好奇”號提供充足電力。
“好奇”號的核電池由兩部分組成：一個裝有鈽238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶。熱電偶是一種半導體，可以將鈽238衰變產生的熱能轉化為電能。因為同位素衰變時釋放的能量大小和釋放速度不受外界環境的溫度、化學反應、壓力、電磁場的影響，所以在要求高功率、長壽命、運行環境惡劣的供電領域，核電池是絕佳的選擇。特別是當太空飛行器遠離太陽或位於星球表面上，難以靠太陽能電池長時間供電時，核電源是唯一的選擇。
太空核電池的研發始於1958年的美國。1961年美國發射了近地軌道導航衛星“子午儀-4A”，該衛星首次配備了RTG。該電池外形接近球體，直徑約12.5厘米，重約2千克。個頭雖小，它所提供的電力卻相當於一塊重300千克的鎳-銅電池。“子午儀-4A”衛星在太空運行了十多年，大大超過原來的設計壽命。
在月球的漫漫長夜裡，月表溫度可低至-170℃。這時普通電池都無法工作，核能成為最理想的選擇。1969至1972年間，共有五塊放射性同位素電池被五次“阿波羅”任務的太空人帶上月球，為月震儀、磁強儀、熱流計、重力計和太陽風測定儀等多種儀器提供電能。1969年，蘇聯的“月球車1號”登上月球，這台重達756千克的無人探月車使用11千克的放射性同位素釙210作為燃料（可輸出800瓦功率）來抵禦月夜的嚴寒。“月球車1號”設計壽命為三個月，實際工作了近一年時間。
為了保證安全，需要對核電池進行大量苛刻的環境試驗。包括模擬火箭發射和著陸環境的衝擊振動試驗、模擬再入大氣層的高溫試驗、模擬海水長期浸泡的腐蝕試驗等。四十年來，RTG已為許多太空任務提供動力，保持著良好的工作業績。即便是在那些距離地球極其遙遠、環境惡劣的考察任務中（如飛至太陽系邊緣的先驅者號和旅行者號、飛向木星的伽利略號、探測太陽極區的尤利西斯號、飛向土星的卡西尼號、飛向冥王星新視野號等）RTG也從未出現過故障。
中國第一塊放射性同位素電池於1971年3月12日誕生於中科院上海原子核所，以釙210為燃料，輸出電功率為1.4瓦，熱功率35.5瓦，並進行了模擬太空套用的地面試驗。隨著我國核電站數量的增加，由乏燃料後處理提取鎿237原料的逐漸積累，為今後開發鈽238電池提供了物質基礎。從2004年開始，中國原子能科學研究院啟動了太空同位素電池的研發，2006年該院研製出我國第一顆鈽238同位素電池。
我國將於2013年發射“嫦娥三號”探測器在月球進行軟著陸並施放月球車。前不久月球探測工程首席科學家歐陽自遠院士接受媒體採訪時透露，中國月球車將配備核電池來幫助月球車進行“冬眠”，等到太陽再次在月面上升起時，電池自動重啟，月球車開始進入工作狀態，這樣的核電池可持續工作30年。
核電池的用武之地不僅僅局限於太空。高山、深海、南北極乃至人體中到處可以找到它的影蹤。心臟起搏器用的核電池重量僅40克，體積很小，壽命可達十年。病人免除了經常做開胸手術的痛苦。在極地、海島、高山、沙漠、深海等條件惡劣、交通不便的地方都是RTG的大顯身手之地。自動無人氣象站、浮標和燈塔、地震觀察站、飛機導航信標、微波通訊中繼站、海底電纜中繼站等都可以使用免維護、長壽命的RTG供電。僅俄羅斯的北極海岸地區就有386個使用鍶90的RTG運行，為導航設施供電。使用同位素電池的收音機和個人電子設備也已經出現。
現在，核電池正向效率更高、比功率更大、安全性更強的方向發展，它不但能幫助人類遨遊太空、暢遊海洋，還會走進日常生活給我們帶來諸多便利。
