明年，我國自主研發(fā)的核電池將隨“嫦娥三號”軟著陸月球，用于我國的著陸器和月球車上。月球上一個黑夜相當(dāng)于地球上的14天，最低溫度可低至在-180℃，屆時核電池將與太陽能電池一起工作，各司其職。核電池將為“嫦娥三號”的儀器保溫。
■“不是混合動力驅(qū)動車”
同時使用太陽能和核能作為能源，月球車也是輛“混合動力車”嗎?并非如此。中國繞月探測工程首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)告訴記者，“太陽能負(fù)責(zé)提供月球車各種儀器的工作能源和驅(qū)動月球車行駛，而核能負(fù)責(zé)在夜晚給月球車的儀器保溫。可以說，它們是‘各干各的’。”之所以這么分工，與月球環(huán)境和嫦娥三號要完成的任務(wù)密切相關(guān)。
歐陽自遠(yuǎn)介紹，嫦娥三號降落月球后在著陸器內(nèi)會“放”出月球車，嫦娥三號則將在幾公里外的范圍內(nèi)對月球進(jìn)行區(qū)域性的精細(xì)巡視探測。白天，太陽能驅(qū)動月球車行駛并支持月球車上各種探測儀器開展探測;晚上，月球車休眠，等待天亮再工作。
與地球不同，月球的白晝、黑夜各持續(xù)大約14天，且夜晚溫度可低至-180℃。而月球車上的儀器可承受的最低溫約-40℃。這也就是說，如果在月球的漫漫寒夜中沒有足夠能源給儀器保溫，全部儀器要凍壞，在下一個白晝來臨之時，月球車將無法“醒過來”。
那么，利用蓄電池把白天積累的太陽能在晚上釋放出來行不行呢?歐陽自遠(yuǎn)表示，這樣做月球車將過于沉重，且蓄電池的延續(xù)工作時間也達(dá)不到14天。同樣的，其他電池也行不通，不僅提供的能量功耗和供能時長達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，也難以抵抗月球黑夜的超低溫。
如此，核電池成了唯一的選擇。它能“耐得住”月球的惡劣環(huán)境，且能長期提供能量使月球車上的儀器保持不低于-40℃甚至更高的溫度環(huán)境。在它的保溫下，月球車可以“熬”過黑夜，等到白天繼續(xù)進(jìn)行探測工作。
■核電池靠放射性元素衰變供能
無論是嫦娥三號月球車，還是好奇號火星車，車上的核電池原料都是钚238。它的半衰期約為80年，衰變過程中釋放出能量，可保持二三十年的生命力。
國家核電技術(shù)公司科研部處長朱書堂告訴記者，核武器、核電站的原理是核裂變，產(chǎn)生的能量大，過程劇烈，需要一系列控制系統(tǒng)，否則就會產(chǎn)生核爆炸。而核電池靠的是某些不穩(wěn)定的原子核自然衰變，這一過程中釋放出的能量，一般為熱能，這一能量比核裂變產(chǎn)生的能量小很多。此外，核衰變比裂變“溫柔”得多，不存在核爆炸的危險，但是因其原料具有放射性，一旦發(fā)生泄漏便有核污染的可能。
以嫦娥三號和好奇號所用的钚238來說，它在不斷的衰變中，射出阿爾法粒子，釋放出熱量，此時金屬表面會變得通紅，溫度可達(dá)五六百度，再經(jīng)由溫差熱電轉(zhuǎn)換器形成電能，其間會有一定能量損失。
“之所以選擇钚238，是因為它的半衰期約為80年，也就是說核電池內(nèi)的钚238的原子數(shù)減少到一半需要80年。”歐陽自遠(yuǎn)告訴記者。這樣的半衰期，意味著它衰變得比較快，可以為核電池提供熱源，同時也不算衰減得過于快，能夠保證核電池二三十年內(nèi)正常運轉(zhuǎn)。而有的放射性元素半衰期太短，核電池的使用壽命也短;有的放射性元素半衰期過長，可以達(dá)到幾百萬年甚至幾十億年，核電池的功率太低。
■核電池民用沒有必要
朱書堂表示，早在上世紀(jì)五六十年代，核電池的理論就已出現(xiàn)，早已是一項比較成熟的技術(shù)。但是技術(shù)可行，并不意味著能夠完美“做”出核電池。尤其是核電池用于太空探索，更需要注意穩(wěn)定性、安全性，還要盡量做得小、緊湊。因此，在控制技術(shù)達(dá)不到的情況下，很難做出核電池。
此外，我國之前沒有把核電池用于太空探索還有另一個原因：是否需要使用它。歐陽自遠(yuǎn)介紹，之前嫦娥一號、二號都是月球探測衛(wèi)星，太陽能電池足以完成探測的能源需求，完全沒有必要使用核電池。
同樣的，雖然嫦娥三號使用了核電池，也不意味著我國今后的太空探索都會用核電池。正如歐陽自遠(yuǎn)所說，對于核電池不必“談核色變”，也不必認(rèn)為它是太空中不可或缺的。
與此類似，朱書堂認(rèn)為，核電池民用還不太現(xiàn)實。雖然目前有核電池汽車、核電池手機的設(shè)想，但是造價極高，又有其他能源可替代，完全沒有必要。
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