俄罗斯大学称将造出寿命达100年的核能电池

据科技日报10月18日报道，俄罗斯萨马拉科罗廖夫大学新闻办日前宣布，该校研究人员正在研制一种使用期为100年的核能电池，并计划在年内制造出这种新型电池的试验样本。据悉，该电池利用多孔碳化硅结构保护放射性元素这一新技术，若研制成功，将适用于各种管理和控制自动化系统中的传感器，甚至在医疗、无人机、机械制造领域也具有广阔应用前景。


核能电池（资料图）

报道称，这种新型电池中的放射源利用特殊元素碳14，其半衰期为5700年，它的优势在于环保、便宜、寿命长。该项目负责人、总设计师维克多·切普尔诺夫说：“新型电池从生态上来说是安全的。所使用的放射性同位素碳14的辐射非常弱，甚至可被一张纸阻挡。同位素被放在电池金属盒中，可完全控制辐射，因此是无害的。”

切普尔诺夫表示，这种电池的使用范围相当广泛，首先可在未来“技术”领域中使用。他说，“这种电源因尺寸紧凑，适用于各种管理和控制自动化系统中的传感器，其中包括对人迹罕见的西伯利亚、远东和北极地区石油天然气管道进行不间断监控。”

另外，这种新型电池还可应用于医疗、无人机、机械制造领域。医疗领域上，可以用于心脏病患者的心脏起搏器，使之使用寿命加强，避免患者二次开腔手术增加风险。在无人机领域，电源体轻且单位功率大对于满足无人机持续工作的要求极为重要。此外，碳化硅材料不仅能够抗寒，还能经受住近350摄氏度的高温，装有这种电池的传感器在机械制造领域也极具价值。

据公开资料显示，核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。目前已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。一般核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。

1969年人类第一次登上月球时，使用的阿波罗11号飞船就安装了两个放射性同位素装置，供飞船在月面上过夜取暖用。此后发射的阿波罗飞船也都搭载了核电池，不过功用不同。2004年美国“好奇号”登陆火星时所使用的是一台多任务放射性同位素热电发生器，本质也是核电池。此外，据文汇报报道，我国首辆月球车“嫦娥三号”也装载的是核动力装置，使得我国成为继美俄之后，第三个将核动力应用于太空探测的国家。


使用核电池的探测器

今年6月份，《广州日报》曾报道美国国家心脏研究所（NHI）和原子能委员会（AEC）的核能心脏研究取得了突破性进展。研究人员使用钚238（一种放射性元素）来为人造心脏提供能量，这种元素的自然放射衰变能够使它发散出长达一个世纪的稳定热量，从而推动血液在人体中流动。


核电池运用到心脏起搏器中

尽管核电池看似在目前有了一定应用，但是由于其有放射性污染，必须妥善防护，而电池一旦装成，不管是否使用，都将随着放射性源的衰变而降低电池性能。因此，在地球上的应用极少。

2013年时，曾有外媒爆料称我国某宝网站有卖20年不断电的核电池。据了解，这款电池的正规名称为NanoTritium，是美国佛罗里达州City Labs在与2012年8月份正式成功研发的一种以“氚”（同位素符号：T或3H）为基料的核能电池，大小如同单截成人手指关节。一小块电池售价6980元，最高有效使用年限达到20年。不过遗憾的是发电量极小，仅能为诸如手表、计算器等小型电子设备提供相应的电力支持，而无法被用于手机、平板电脑或是笔记本当中。