钜大LARGE | 点击量：1683次 | 2019年01月16日
登月离不开核能电池的功劳
上周，最振奋人心的新闻，当然就是我国嫦娥四号成功登陆月球背面，而且是人类首次。当嫦娥四号在月球背面登陆成功的消息被“官宣”后，不仅全国一片喝彩，国际社会也都纷纷点赞，足见这件事于人类来说多重要。
激动之余，肯定会有博学而又爱钻研的小伙伴们提问：为什么在月球表面登陆是一件影响这么重大的事情呢?它和阿波罗计划登月成功又有什么区别呢?
原来，月球背面虽然也会有阳光，但也存在着漫长的“月夜”。地球的夜晚虽然只有短短的12小时，但是月球的夜晚长荡14天。那里也是常年温度在-100℃下的地方。这种时候，太阳能电池板就会失去作用，普通的锂电池也无法胜任如此恶劣的环境，只能“默默离场”。月球车上的精密仪器在极寒的温度下，也将难以运行。在这种情况下，嫦娥四号着陆器和月球车必须找个办法获取能量，给自己供热供电，这样才能在这种苦寒之地生存下来。
那么，在月夜的时候，嫦娥四号着陆器和其自带的月球车如何获取能量的呢?现在，此地太阳能不能用，普通电池也失效，怎么办?
办法只有一个：核电池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
对于核电池的形象，可能很多小伙伴还停留在科幻电影中，比如电影《火星救援》中的男主角，就是靠着核电池的能源支撑，最终逃出火星回到地球的。而在现实中，核电池一点也不科幻，而是一项成熟的能源技术。
核电池的原理十分简单。放射性核素发出来的放射性射线本质就是一种能量，既然是能量，那转化为电能即可。核辐射转化为电能的方式主要有以下几种：一是直接充电，有的射线本来就是带电粒子，比如β射线其实就是电子流，既然这样，那就可以直接利用这些电子流对特制的装置进行充电;二是温差发电，放射源在发出射线的同时，会产生很大的热量(这也是为什么停堆后，反应堆芯的核燃料会熔化，大家可以想象衰变热的能量有多大)。既然有热量，就可以利用半导体材料，进行温差发电;三是利用光电效应，这种方式类似于太阳能发电，先让射线照射到荧光物质上，让荧光物质发光，然后，太阳能电池就可以将光能转变为电能了。
可以说，核电池的原理，比原子弹的原理还简单，核电池的制造业比原子弹容易多了。
目前，应用最广泛的核电池，是以钚-238为原料制成的。钚-238会发射出α射线，通过特定的转换原件，就可以转换为电能。
核电池最大的优点在于不受干扰、寿命长。不管外边发生了什么，只要电池内的核素还有辐射，电池就可以一直使用。许多放射性物质的半衰期有数百年之久，这意味着很多核电池可以使用几百年。
现在，还有一种以碳-14为原料的核电池。碳-14的半衰期长达5730年，这种核电池的理论寿命也可以达到万年以上。
有人可能会问，核电池有辐射，放在旁边人还怎么活?其实这是对放射性的一种误解。有些射线，一张纸就可以挡住。比如α射线，本质上就是一个氦核，β射线，本质上就是电子，一张纸就可以这两种射线挡住。所以，利用这两种射线做成的核电池，只要用金属膜包好，就完全不会对人体造成影响。
美国是世界上最早研究出核电池并投入太空探索的国家，1959年，美国就研制出第一颗核电池，并于1961年首次将核电池装备在人造卫星上，此后，美国先后发射了四十多颗靠核电池供电的太空飞行器，这其中就有大名鼎鼎的阿波罗登月飞船、“好奇号”火星车，以及后来的“新视野号”冥王星探测器等。在阿波罗登月飞船上，核电池的主要作用就是给宇航员取暖，相当于一个暖手宝。
从20世纪60年代开始，前苏联也向太空发射了20多颗带核电池的卫星。此后，继承苏联太空技术衣钵的俄罗斯，现在也能造出性能良好的核电池，甚至能给美国NASA供货。
我国的核电池发展于上世纪六十年代。1971年，我国第一颗人造卫星发射后一年，我国就生产出了第一块核电池。但是当时苦于卫星少、用不上，这个技术也只能暂时保存起来。
进入21世纪后，我国在北斗定位系统和登月工程等太空项目上进展神速，对核电池的需求越来越强烈。这个时候，技术储备的好处就显现出来了。
2006年，我国科学家打开了这项尘封已久的核电池技术，并进行技术改进，很快就造出了用同位素钚-238提供能量的核电池。2010年，该技术进一步改善，我国研发出转换效率更高的核电池，完全满足登月和特种运行的需要。2013年，嫦娥三号第一次带着国产核电池降落在了月球，放下了“玉兔”月球车。
我国核电池的研发，再一次用事实表明了自己掌握核心技术的重要性。由于核电池的技术储备，当我们需要核电池技术时，拿出来就能用。对于一个有理想的国家来说，探索月球，只是他太空梦的第一步，他的太空梦应该是浩瀚的宇宙，乃至无限时空。而核电池，则坚定地在这场太空征途中，坚定地，默默地做一些微小但意义重大的工作，服务于我国的太空梦。
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