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前景广阔的核电池 陈　建 　　提起核电池 ,人们可能会把它与层层设防的核 核电池以抗干扰性强和工作准确 、可靠而著称 。另 电站联系在一起 ,甚至还会联想到辐射 、扩散等危险 一个特点是衰变时间很长 ,这决定了核电池可长期 字眼。殊不知它正在悄悄改变着我们的生活 。 使用 。放射性同位素的半衰期大多都长达数十年到 一 、核电池的基本原理与特点 数百年 ,这就决定了核 电池能够使用数十年之久 。 　　原子核按其稳定性可分为稳定原子核和不稳定 另外 , 同位素在 自然衰变中放出的能量比一般物质 ( ) 发生化学反应释放的能量大得多 ,这就使核电池在 或放射性 原子核两类 。不稳定的原子核都会 自发 转变成另一种核而同时放出射线 ,这种变化叫放射 体积上有独特优势 。 α β 性衰变 。原子核在衰变过程中放出 射线 、射线 　　近年来核电池的快速发展来自于多方面因素的 γ α α 和 射线 。 射线是 粒子流 ,它是带正电的氦核 。 推动 ,如进入外太空探测的航天器无法应用太阳能 β射线是高速运动的电子流 。衰变时出射 的粒子 电池 ,人体内心脏起搏器的动力源需长时间供电,极 ( ) 2 10 射线 会放出能量 , 如 Po 发生衰变时可放出约 地 、深海等极端条件探测所用的动力源需要在很大 α 54MeV 能量 ,这一能量基本上为出射的 粒子所 温度范围和恶劣环境中工作 ……核电池的特点使其 (3 ) β 带走 ;氚 H 发生 衰变时放出 186 KeV 能量 ,几 成为最佳选择 ,如航天技术中使用的核电池经历木 乎都被出射的电子(β ) 星周围的高辐射带 、月球上的极端温度 、火星上的严 射线 和反中微子所带走 。核 ( 电池就是利用放射性同位素衰变放出载能粒子 如 重尘暴 ,历时数十年仍能正常工作 。 α β γ ) 　　为了保障核电池安全使用 ,避免发生核泄漏 ,必 粒子 、粒子和 射线 的能量或由它们所引起的 热效应 、光效应或电离作用等来产生电能的一种装 须对核电池密封保护 。一般包括同位素放射源的包 置 ,又称为同位素电池 。 覆 、能量转换层外的防辐射层和外壳 。目前的密封 　　很重的原子核在分裂为两块或更多块的同时 , 保护材料主要包括金属合金 、碳素材料及陶瓷材料 也会放出很多能量 ,称为裂变能 ,原子弹 、核电站都 等 。但对核电池本身的辐射不必过于担心 , 因为密 是利用裂变能的成功例子 ;很轻的两个原子核聚合 封的金属核电池足以完全密闭放射线 。如厦门大学 成一个较重的原子核 ,放出的能量更大 ,称为聚变 与美国威斯康辛大学曼迪逊分校 、美国康奈尔大学 、 能 ,氢弹 、太阳高温就是利用的聚变能 。但核电池既 美国凯斯西储大学等研究人员研制的微型原子电池 63 不利用裂变能、又不利用高温高压下的聚变能 ,它是 的就是嵌入人体的 ,它选择 Ni 做为放射性同位素 , 利用射线能量来发电的。 衰变中释放出的β射线穿透