為什麼據說美國在1974年就應用了小型核電池並應用在太空飛行器上?

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核電池目前來看還沒有到商用階段,從穩定性和成本角度都還沒有達到……


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言歸正傳,核電池又叫放射性同位素電池,它是通過半導體換能器將同位素在衰變過程中不斷地放出具有熱能的射線的熱能轉變為電能而製造而成。核電池已成功地用作航天器的電源、心臟起搏器電源和一些特殊軍事用途。2012年8月7日,美國好奇號火星車抵達火星,核電池壽命可達14年。核電池可分為高電壓型和低電壓型兩種類型。

圖1:NanoTritium核電池外觀

首個將核電池使用於太空事業上的國家是美國,於1961年所發射的人造衛星上首次應用。

僅就目前而言,美國所發射的太空飛行器所運用的核電池是經過半導體換能器,將放射性同位素如鈈238在衰變進程發生的能量轉化為電能的安裝。

圖2:輻射能轉換的幾種方式

這品種型的核電池裡,沒有裂變反響,也沒有聚變反響,有的只是衰變反響。複雜的說,就是應用放射性元素在停止衰變時發生的熱量,再配合熱電資料,將熱能轉化為電能。因而,這種核電池更正確一點的叫法應該是:放射性同位素熱電發電機(RTG)。

圖3:一個典型的、做成棉花糖大小的Pu-238燃料塊(因為自身產生的輻射熱而被燒紅)

核電池依照所能提供的電壓的上下,可以分為高壓型和高壓型;假如只是依照能量轉換機制來劃分的話,則可分為九類,包括間接轉換式和直接轉換式。

圖4:好奇號核電池模型

目前使用最普遍的是溫差式核電池和熱機轉換核電池,有如下三個優點:體積小、分量輕、壽命長。並且,能量的大小、速度不受外界環境的溫度、化學反響、壓力、電磁等影響。1977年所發射的遊覽者1號和2號所運用的,應該就是溫差式核電池。目前正在火星上的獵奇號也是運用核電池的,獵奇號的這塊核電池由兩局部組成:一局部是裝有鈈238和二氧化物的熱源和一組固體熱電偶,另一局部是一種半導體,可以把鈈238衰變發生的熱能轉化為電能,這應該是熱機轉換核電池。

我的回答是否滿意!


珈睿


因為不知道是不是真實的,所以是據說


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