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日期: 2025-03-04 | 來源: 澎湃新聞 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
近日，“退休教師靠陽台核電池供電”經自媒體傳播後突然躥紅於網絡，令民用核電池再次成為焦點。據稱，壹位物理系退休教授從美國民用實驗室采購了放射性同位素鈽-238，在家中自制微型核電池。此事的真實性存疑，但核電池的存在並不稀奇。
2024年初，另壹條核電池新聞曾走紅。壹家國內企業宣稱成功研制民用原子能電池，可50年穩定自發電、即將投入量產，“遙遙領先”歐美科研機構和企業。該公司稱，計劃2025年推出功率為1瓦的電池，在政策允許的情況下，原子能電池可以讓壹部手機永不充電，現在只能飛行15分鍾的無人機可壹直飛。
有人為之振奮，高呼“鋰電池要被革命！”，亦有網友對所謂的產品前景提出質疑。實際上，核電池早已有之，從上世紀就已引發研究人員的興趣。20世紀50年代開始，核電池進入快速發展時期。這壹長壽能源被寄予了巨大的希望，但時至今日，核電池的主要應用場景仍局限於航天、極地、深海、心髒起搏器等領域。無論從轉換效率、輸出功率、成本還是輻射安全管理角度來看，核電池民用言之尚早。相較於隨處可見的鋰電池，核電池難以走進人們的日常生活。
核電池，從太空起步
核電站的工作原理是核裂變，被稱為終極能源的“人造太陽”是核聚變反應。裂變和聚變均屬於外因引發的核轉變，核電池利用的衰變則不同：它是自發進行的核轉變，也稱為放射性衰變。因此，核電池或稱放射性同位素電池，是將放射性同位素衰變時釋放的能量轉換為電能的壹種裝置。
由於衰變過程連續不斷且不受環境影響，核電池以抗幹擾性強、穩定可靠、能量密度高等特征著稱，根據放射源半衰期不同，可工作幾年、幾拾年甚至上百年。這使其在壹些極端條件和需要長期穩定供電的場合獨具優勢。按照換能方式不同，核電池又可分為熱轉換式核電池（將同位素衰變時產生的熱能轉換為電能）和非熱轉換式核電池（將放射性同位素放出的帶電粒子或產生的衰變能直接或間接地轉換成電能）。
核電池研究取得實質性進展始於20世紀50年代，正是得益於航天技術的飛速發展，對高效能長壽命電池產生了極大的需求。
在航天領域，熱轉換式核電池的“知名案例”頗多。1977年，美國發射攜帶鈽-238核電池的“旅行者1號”航天器，迄今已在太空航行46年，創造了世界衛星遠航史上的輝煌紀錄，核電池將保證其搭載的科學儀器持續工作到2025年。火星探測器“好奇號”上搭載的核動力裝置，是壹塊重約45公斤、發電功率140瓦的核電池，含約5公斤重的鈽-238。2013年，我國“嫦娥叁號”攜帶同位素熱源飛天，核電池中的鈽金屬塊238相當於壹個“暖寶寶”。有了它，無須擔心月夜零下150攝氏度到180攝氏度的低溫凍傷儀器設備。
上述放射性同位素溫差發電器核電池技術最為成熟且應用最早，但造價極其昂貴。以“毅力號”火星車核電池系統為例，價格高達7500萬美元。
核電池的研究進展。本圖源自《核電池概述及展望》壹文，2020年12月刊載於《原子核物理評論》
近些年來，另壹技術分支——輻射伏特效應核電池的產業化進展頻頻“出圈”。隨著半導體材料制造技術的提高，此類電池的實際應用成為可能。
2012年，國內電商平台就曾出現壹款號稱20年不斷電、不充電的民用核電池NanoTritium出售，售價6980元，旋即引發網絡熱議。這並非山寨產品，而是美國City Labs公司推出的氚電池。2010年，由該公司研發的NanoTritium輻射伏特效應核電池獲得通用許可證。
City Labs選擇的氚僅僅釋放出低能量的β粒子，可以用非常薄的材料遮擋，是壹種較安全且易於密封的放射源。該公司官網資料顯示，其氚電池通過了全球航空航天及防務巨頭洛克希德·馬丁公司的第叁方測試，證實該產品的極端溫度變化耐受性（-55°C 至 +150°C）。氚的半衰期在12年左右，City Labs 稱“15 年前開發的早期NanoTritium電池仍在高效運行，模擬實驗表明它們將繼續運行20多年。”- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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