核电池:上天入海显神通

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《核电池:上准还度天入海显神通》(Nuclear battery: God into the sea was magical)是赵洋写的论文,主要讲述了各类核电池的性能、原理、使用情况等等。

  • 中文名称 核电池:上天入海显神通
  • 外文名称 Nuclear battery: God into the sea was magical
  • 作者 赵洋
  • 装订 平装

简介

  刚刚来自登陆火星的"好奇"号探测车一定可以避免"凤凰"号的厄运。"好奇"号的电力由一台"放射性同位素热电发生器"(360百科缩写为RTG)提供,本质上是一块核电池。该电池的设计使用寿命为14年,不但比太阳能电池耐久,也不会像太阳能电池那样受火星尘埃的影响。可为重达一吨的"好奇"号提供充足电力。

作者介绍

  赵洋

  太空与历史爱好者。专业背景为航空宇航器制造工程、天文学史、航天亮功法史。

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论文内容

  2008年11月2日,美国"凤凰"号火星登陆器发城盐际值出了最后的信号。由于"凤凰"号着陆地点的光照出现季节性减少,不足以为太阳能电池充电,加上突如其来的一场沙尘暴,"凤凰"号电量耗尽,时间比预计提前了3周。

  刚刚登陆火星的"好奇"号探测车一定可以避免"凤凰"号的厄运。"好奇"号来自的电力由一台"放射性同位素热电发生器"(缩写为RTG)提供,本质上是一块核电池。该电池的设计使用寿命为14年,不但比太阳能电池耐久,也不会像太阳能电池那样受火星尘埃的影响。可为重达一吨的"好奇"号提供充足电力。

  "好奇"号的核电池由两部药史细分组成:一个装有钚238二氧化物的热源和一组固体坏京京宁雨阿发目搞围热电偶。热电偶是一种半导体,可以将钚238衰变产生的热能转化为电能。因为同位素衰变时释放的能量大小和释放军免你始序速度不受外界环境的温度、化学热学鱼对黄反应、压力、电磁场的影响,所以在要求高功率、长寿命、运行环境恶劣的供电领域,核电池是绝佳的选择。特别是当航天器远离太阳或位于星球表面上,难以靠太阳能电池长质粉养时间供电时,核电源是唯一的选择360百科

  太空核电池的研发始于1958年的美国。1961年美国发射了近地轨道导航卫星"子午仪-4A",该卫星首次配备了RTG。该电池外形接近球体,直径约12.5厘米,重约2千克。个头虽小,它所提供的电力却相当于一块重300千克的镍-铜电池。"子午仪-4A"卫星在太空运行了十多年,大大超过原来的设计寿命。

  在月球的漫漫长夜里,月表温煤宽季冲染它目序密害度可低至-170℃。这时普通电池都无法工作,核能成为最理想的收棉听小副选择。1969至1972年间,共有五块放射性同位素电池被五次"阿波罗"杠多榜任务的宇航员带上月球,为月震仪、磁强仪、热流计、重力计和太阳风测定仪等多种仪器提供电能。1969年,苏联的"月球车1号"登上月球,这台重达756千克的无人调初这家任某刘原探月车使用11千克的放射性同位素钋210作去寻为燃料(可输出800瓦功率)来抵御月夜的严寒。"月球车1号"设计寿命为三个月,实际工作了近一年时间。

  为了保初几任师船夜证安全,需要对核电区假草防客池进行大量苛刻的环境试验。包括背射充模拟火箭强主毫石考晚发射和着陆环境的冲击振动试验、模拟再入大气层的高温试验、模拟海水长期浸泡的腐蚀试验等。四十年来,RTG已为许多太空任誉备捆犁务提供动力,保持着良好的工作业绩。即便是在那些距离地球极其遥远、环境恶劣的考察任务中(如飞至太阳系边缘的先驱者号和旅行者号、飞向木星的伽蜜院放尝利略号、措代探测太阳极区的尤利西斯号、至席永岁主轻烈脱呀命烟飞向土星的卡西尼号、飞向冥王星新视野号等)RTG也从未出现过故障。

  中国第一块放射性同位素电池于1971年3月12日诞生于中科院上海原子核所,以钋210为燃料,输出电功率为1名艺附派.4瓦,热功率35.5瓦,并进行了模越战拟太空应用的地面试验。随着我国加顺破保织族染言核电站数量的增加,由乏燃料后处理提取镎237原料的逐渐积累,精渗盼为今后开发钚238电池提供了物质基础。从2004年开始,中国原子能科学研究院启动了太空同位素电池的研发,2006年该院研制出我国第一颗钚238同位素电池。

  我国将于2013年发射"嫦娥三号"探测器在月球进行软着陆并施放月球车。前不久月球探测工程首席科学家欧阳自远院士接受媒体采访时透露,中国月球车将配备核电池来帮助月球车进行"冬眠",等到太阳再次在月面上升起时,电池自动重启,月球车开始进入工作状态,这样的核电池可持续工作30年。

  核电池的用武之地不仅仅局限于太空。高山、深海、南北极乃至人体中到处可以找到它的影踪。心脏起搏器用的核电池重量仅40克,体积很小,寿命可达十年。病人免除了经常做开胸手术的痛苦。迁腿妹在极地、海岛、高山、沙漠、深海等条件恶劣、交通不便的地方都是RTG的大显身手之地。自动无人气象站、浮标和灯塔、地震观察站、飞机导航信标、微波通讯中继站、海底电缆中继站等都可以使用免维护、长寿命的RTG供电。仅俄罗斯的北极海岸地区就有386个使用锶90的RTG运行,为导航设施供电。使用同位素电池的收音机和个人电子设备也已经出现。

  现在,核电池正向效率更高、比功率更大、安全性更强的方向发展,它不但能帮助人类遨游太空、畅游海洋,还会走进日常生活给我们带来诸多便利。

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