国家航天局：同位素电池成为航天技术进步的重要工具_风闻

鹰击长空-黑名单专治乌贼、鱿鱼、杠精、反智和谣棍1小时前

2024-03-07

[国家航天局网讯] 随着对太空开发利用的不断深入，人类需要有—种功率合适、重量轻、寿命长、成本低，且安全可靠的空间能源。同位素电池（又称核电池）在不同程度上满足了这些要求，在某些方面甚至是其他空间能源(太阳能电池、化学电池、燃料电池)无法替代的。鉴于未来航天活动对电源日益增长的需求，同位素电池将成为空间电源最重要的选择。

放射性同位素的应用是核能利用的一个重要方面。放射性同位素在进行核衰变时释放的能量比一般物质大得多，而且衰变时间很长，如1克镭在衰变中放出的能量比1克木柴在燃烧中放出的能量大60多万倍，其衰变时间长达1万年。因此放射性同位素可以用来制造特种电源——同位素电池。空间同位素电池（如钚-238电池）的特点是：不需对太阳定向，体积小，使用寿命长。同位素电池在外形上与普通干电池相似，呈圆柱形。在圆柱的中心密封有放射性同位素源，其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。换能器的外层为防辐射的屏蔽层，最外面一层是金属筒外壳。同位素电池还有个特点，就是它在衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场等的影响。因此，它以抗干扰性强和工作准确可靠而成为电池家族中的佼佼者。

1969年7月21日，美国宇航员乘阿波罗11号飞船成功登上月球。在阿波罗11号飞船上，安装了两个放射性同位素装置，其热功率为15瓦，用的燃料为钚－238。但是，阿波罗11号上的放射性同位素装置是供飞船在月面上过夜时取暖用的，也就是说它仅仅用于提供热源。所以，该装置又叫做放射性同位素发热器。月球上的一天等于地球上的27天。黑夜的时间占一半，一夜约为地球上的两周。太阳能电池在黑夜期间完全停止工作。与此同时，处于背阳的月面，其温度会急剧下降好几百度，从酷热一下变成了严寒的世界。为了使卫星上的地震仪、磁场仪以及其它机械能正常工作，必须利用余热进行保温。

核电池结构

在后来发射的阿波罗12号飞船上首次装载的放射性同位素电池——SNAP－27A装置，完全是为了发电用的，它用的燃料是钚－238，设计输出功率为63.5瓦，整个装置重量为31千克，设计寿命为一年，但实际上，其寿命远远超过设计时考虑的一年，并能连续供给70瓦以上的电力，完全符合预期的设计要求。由于这一实验获得成功，后来在1970年发射的阿波罗14号以及随后的阿彼罗15号、16号、17号等飞船上都相继安装了SNAP－27A装置。

在月球严酷的自然环境(白天温度高达102℃，夜晚温度降至零下150℃，酷热与严寒交织)下，同位素电池仍能正常稳定工作，说明同位素电池具有很高的适应性及生存能力。此外，同位素电池在地球轨道卫星（如气象卫星、导航卫星、通讯卫星）的应用方面也大有潜力。太空中的卫星对电源的要求特别严格，既要重量轻、体积小，能经受强烈的振动，而且还要求使用寿命长。当然，太阳能电池也可以满足这些要求，实际上现在卫星上使用的能源，也主要是太阳能电池。但是，卫星在太空邀游中总不能都迎着太阳飞，要是在阳光微弱或者没有阳光的空间飞行时，譬如说，到火星或木星上去考察，就得背离太阳飞行，太阳能电池就失去了用武之地，这就得依靠核电池提供电源；有的行星的温度低到摄氏零下几百度，见不到一点阳光，这时，太阳能电池也派不上用场，同位素电池则可以一显身手。

人类的航天活动日益拓展，必然对空间电源提出新的需求，同位素电池成为航天技术进步的重要工具。（李迁）

医疗领域用于心脏起搏器的核电池

来源：国家航天局官方网站 https://www.cnsa.gov.cn/n6758968/n6758973/c6772215/content.html