不充电可用2.8万年!核动力电池取得进展,充电将成历史?

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只要出远门,就不得不带充电宝,让人觉得特别麻烦。

然而有一种电池,使用中途就算不充电也可以用2.8万年!它就是电池,如今已取得进展,在未来,充电这件事将成为历史!

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核电池构想

耐久的核电池

谈到核电池,大家第一反应就是核的危险性,上世纪苏联发生的切尔诺贝利事件在人们的心头蒙上了阴影,也让大家“闻核色变”。

那么,核电池和核电站的危险性究竟是否一样?

简单理解的话两者确实有诸多相似之处,核电站的工作原理是利用裂变产生的巨大能量,将水加热,产生水蒸气进行发电。

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核裂变反应原理

核电站就像一个巨大的锅炉发电厂,只不过没有利用煤炭作为原料。

而核电池则利用的,则是同位元素衰变产生的巨大热量,直接将热能转化为电能,省去中间环节。

因此核电池又被称为放射性同位元素电池,相对来说要稳定一些。

核电池内部结构也很简单,主要分为两部分,一部分是装载同位元素的空间,另一部分则是热能发电机。

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核电池内部结构

目前,供应核电池的同位元素主要有三种——Po-210(半衰期138天)、Sr-90(半衰期28年)、Pu-238(半衰期89.6年)。

提到Pu-238,很多人可能会认为,这个元素也是制作原子弹的原料。

但其实,Pu-239同位元素才是原子弹原料,Pu-238要比Pu-239稳定许多,因此两者的用途天差地别

目前,人类对同位元素产生的热能利用率只有10%到20%,其余的热能全部都被浪费。

理论上,由于核电池中的碳-14原子核衰变周期可以达到2.8万年,所以一块核电池如果被人类完全利用起来,便足以用2.8万年之久。

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碳14的产生与衰变

当然,这是理想数值,考虑到原子核在衰变周期中可能损失能量,以及人类技术的限制,一块核电池还是能够用超过1万年左右。

从现实角度来讲,要是再算上核电池在使用过程中的老化磨损问题,应该就只能用个几千年了。

但这对于人类来说,也算是福音,毕竟如今的电池寿命也就在三四年左右,手机电池更是得一天一充。

核电池取得进展

美国的NDB新能源公司称,在研究核电池方面已经有所进展,一旦电池上市,将颠覆如今市场上所有的能源电池。

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核电池构想

NDB新能源公司还列举出了几款新能源电池,其使用的时间在10年到2.8万年不等。

最引人注目的,自然是能够使用2.8万年的核电池。

这款核电池的热力发电机原料采用的是纳米金刚石,保证电池在经受撞击、高温重压环境下,不会损坏。

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纳米金刚石爆轰法合成路线

此外,这款核电池的动力来自核废料,一旦使用在人们生活之中,能够完美解决困扰人类已久的核废料问题。

当然,这样一种优秀的电池还处于研发阶段,究竟到了哪个地步,NDB新能源公司也没有具体提及。

但是,我们可以从该公司的方案构想来看,开发出这样的电池应该不会太久

在NDB新能源公司发表相关研究后,不少人对核电池可能产生的危害表示担心。

要知道,同位元素释放出的射线,能够改变人类基因,杀死细胞,对DNA产生不可逆转的影响,影响好几代人。

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基因链结构

如果核电池用在民间,是否会对人类的生产生活造成危害?

要说没有任何危害,那肯定是骗人的,毕竟就算是普通的锂电池,在使用不当的情况下,也有可能招致火灾等灾害,危及人类生命和财产。

关键在于,这样的核电池危害性究竟有多高,它会有泄露的危险吗?

既然人家敢拿出来卖,肯定是对自己的产品有信心,正确操作的情况下,基本不会泄露。

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而且未来人类的科技水平越来越高,对同位元素的掌控力也会越来越强,核电池也会更加稳定。

1976年,美国相继向火星发射了海盗一号、海盗二号,两个探测器,上边装的就是Pu-238元素核电池。

因为火星的昼夜温差超过100摄氏度,而且常有沙尘阻挡阳光,普通电池和太阳能电池都不能很好发挥作用。

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火星CG

但核电池能经受得住恶劣的环境考验,让两个探测器在火星上连续工作了5个月。

可见,核电池的安全性还是有所保障的。

从生产核电池的同位元素的放射性来讲,三种元素放射性偏弱,即使真的泄露,也有补救的机会。

要实在不放心,可以选择半衰期较短的Sr-90元素核电池,它的危害性也相对较小,用个几十上百年还是没有问题的。

充电成为历史?

如此优秀的核电池会普及到民间吗?到时候,充电是否就成为了历史?

人类能源的更新换代是历史趋势,普及民间只是早晚的过程,但可能需要经历一段长久的时间。

毕竟,一块电池就能传给子子孙孙,这可让那些卖电池的商家咋活?

因此,在核电池民用化的道路上,需要缓慢进行,给予能源商家足够的时间去转型,做能源的保养维修服务。

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核电池构想

同时这也是在给予科学家更多的时间去降低核电池的制造成本,让价格足够亲民。

当核电池普及民间后,充电或许就真的成为了历史。

说不定,手机都给换了几代,当中的电池还依然耐用。

如今已经有了部分民用核电池,但这种核电池的电能转化效率低,只能供给手表等小型电子产品的使用

这种核电池叫做氚电池,利用的是氢同位元素衰变,寿命也只有20年左右。

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氚电池工作原理

一小块手表电池的价格就在1000美金(折合人民币约7000),让许多人望而却步。

目前氚电池还只是有价无市,人们很难在市场上买到,但电池的研发公司表示,将在未来的20年内,将氚电池运用到手机、电脑等电子产品中去。

我国对核电池的开发

中国的核电池研究相比其他领域来说,要落后许多。

此前,我国一直无法制造出Pu-238元素核电池,于是就花费了3000万人民币从俄罗斯进口了一块。

它只有两块干电池大小,但能够持续发电200年!

科学家将它小心的打开,观察其内部结构,发现它竟是如此简单。

但是科学家研究了它几年,也无法做出同样的一块核电池。

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核电池结构

随着我国航天领域、潜海领域的发展,迫切需要科学家研发出属于自己的Pu-238元素核电池。

中国原子能科学研究所肩负起了重任,经过几年的研究,终于制造出中国第一块Pu-238元素核电池,弥补了我国核电池领域的短板,为各项领域的研究提供了能源保障

在未来的航天领域中,Pu-238元素电池将大放光彩,带领我国的能源领域走向新高。

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