近日，北京貝塔伏特新能科技有限公司研制出一種微型核動力電池，體積比硬幣還小，卻能提供100微瓦的功率和3伏的電壓，并連續(xù)使用50年，以滿足多種長續(xù)航應(yīng)用場景的需求。一石激起千層浪，網(wǎng)友很快展開聯(lián)想：以后電車都不用鋰電池，改用核電池；手機(jī)不用充電，買來就能連續(xù)用上50年……

如此神奇，核動力電池到底是“何方神圣”？四川作為核工業(yè)大省，目前就有院所在研究核動力電池，記者為此采訪了相關(guān)專家。

核動力電池，顧名思義，是一種將核能轉(zhuǎn)換為電能的電池。核能通常包含裂變能、聚變能以及衰變能三種能量形式。其中，原子彈、核電站的能量來源是裂變能，被稱為終極能源的“人造太陽”則依靠核聚變反應(yīng)釋放能量。

“核動力電池其實是以同位素衰變，釋放出的能量來作為能量來源。”中國核動力研究設(shè)計院基礎(chǔ)研究部一所分部相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，不同的易衰變同位素，衰變形式不同，比如有α衰變、β衰變。衰變中，α衰變可通過產(chǎn)生的熱量建立溫度場，通過溫差效應(yīng)發(fā)電；β粒子打到半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流，也就把核能轉(zhuǎn)化為粒子的動能，動能再轉(zhuǎn)化為電能。“為了把電能儲存起來，核動力電池里還是有個正常電池，作為端口，來接收核反應(yīng)產(chǎn)生的電能。”

需要注意的是，由于同位素釋放的能量和衰變周期不同，導(dǎo)致核電池的功率等級不同，使用時長也有差異，通常選擇半衰期在數(shù)十年的同位素制備核電池。目前，高功率的核電池有钚-238，功率達(dá)到百瓦級，低功率有鎳-63，為微瓦級。但是，核電池的核反應(yīng)是一直在進(jìn)行的，因此功率不管高低，都可以可靠穩(wěn)定使用數(shù)十年。

電量如此持久，那成本如何？“目前成本很高。”上述相關(guān)負(fù)責(zé)人說，這是因為需要通過反應(yīng)堆輻照或者乏燃料提取，才能獲得滿足制備電池豐度的同位素，整個過程流程長、效率較低、難度大，成本自然就上去了。

實際應(yīng)用情況如何？放眼全球，核動力電池憑借長壽命、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、無需維護(hù)等優(yōu)點，當(dāng)前在空間探測、海洋探索、生命醫(yī)療等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。

例如，在航空航天領(lǐng)域，我國研制的Pu-238核動力電池于2018年被應(yīng)用于“嫦娥四號”探月工程中，用來給“玉兔號”供電；美國自1961年起已成功將40余個核動力電池應(yīng)用在空間探測中，其中包括著名的阿波羅號、先驅(qū)者號、旅行者號、伽利略號、尤利西斯號等。在生命醫(yī)療領(lǐng)域，核動力電池也被用于心臟起搏器中，能極大減少患者因更換電池進(jìn)行手術(shù)的痛苦。

就目前來說，考慮到安全因素和使用必要性，核動力電池距離商用還比較遙遠(yuǎn)。此前，美國City Labs公司推出了以氚為核源的核動力電池，但并未得到大規(guī)模商用，主要原因就在于成本昂貴，一塊氚電池售價超過了5000美元。

不過，業(yè)內(nèi)人士指出，隨著未來對核能開發(fā)的日益成熟和相關(guān)技術(shù)發(fā)展，核動力電池市場規(guī)模逐步擴(kuò)大，成本有望大幅下降，應(yīng)用空間也將得到極大拓展。

為此，他們大膽暢想將來——就出行來說，搭載“核動力電池充電寶”的電動汽車或許將徹底做到免充電使用，完美解決電動汽車的能源補(bǔ)給問題，極大提升電動汽車的使用便利度；

就居住而言，要是未來人類移民到火星生活，那里沒有地球上便利的發(fā)電廠供電時，人類不僅可以用核動力電池發(fā)電供日常使用，它自身發(fā)出的熱量還可以用于夜間供暖。“還可根據(jù)需要將它直接搬到火星車上，成為‘永動機(jī)’，擴(kuò)大火星移民的活動范圍。”

□四川日報全媒體記者 寧寧

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