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【三号电池】不学美国用核电池,就是技不如人?嫦娥五号背后的难言之隐

美国旅行者号使用核电池续航至今,嫦娥五号为何不使用?

1977年,美国发射"旅行者1号"及"旅行者2号"空间探测器,目的是探测外层星系空间,至今已过去了40几年,旅行者号仍在继续工作。核电池是旅行者号工作至今的重要原因之一,且预计将续航到2025年。

核电池续航能力如此强大,为何我国嫦娥五号却没有使用呢?

首先我们来了解一下核电池。放射性元素衰变后会释放出具有热能的射线,而核电池就是利用半导体换能器将热能转变为电能制造而成的,因而它也叫"放射性同位素电池"。其外形和普通干电池差别不大,但内部装有放射性同位素源及热离子或热电偶式转换器。

一般核电池可分为低电压型和高电压型两类。低电压型主要用于医学领域,这种核电池体积非常小,主要用于驱动心脏起搏器,可使其持续工作10年以上,目前全世界有成千上万的心脏病人植入了核电池驱动的心脏起搏器,让他们减少了再次开胸更换电池的痛苦。

而高电压型则用于航天工业领域。一般人造卫星通过太阳能发电,但在月球上一个月里有半个月都是黑夜,这使得太阳能电池无法正常工作;另一方面,人类探索的星系空间离太阳越来越远,太阳光照逐渐变弱,导致太阳能电池没有足够的续航能源。

此时便凸显出了核电池的优势,它不受温度、化学反应、压力、磁场等外界环境影响,可持续不断的释放能量,工作时间长,可保证人造卫星或航天探测器持续工作。核电池的出现给人类探索外太空提供了能量基础,这也是"旅行者号"探测器工作40几年的动力支撑。

我国首次使用核电池是在嫦娥三号的着陆器及月球车上,当月球黑夜来临,温度骤降至-150到-180度,为了保证月球车上的设备不被冻坏,月球车在夜晚进入休眠期并利用核电池产生的热量保温,白天到来后又更换成太阳能电池。

而我国的嫦娥五号探月任务全都是在白天完成,因此并不需要核电池。虽然核电池拥有众多的优势,但它也有不可避免的缺点。前面提到核电池利用的放射性元素衰变带来的热能,而放射性元素一般都会产生辐射污染,如果没有进行妥善防护,将会带来巨大威胁。

历史上就曾出现过意外,1964年,美国的一枚卫星运载火箭失灵,导致上面的核电池爆炸,其中的放射性物质散落在全球,引发人们广泛关注;1968年时美国的天气卫星脱离轨道,掉落太平洋,后来经过多番寻找,才将里面的核电池完整取出。

除此之外,目前核电池中的主要放射性元素钚-238,并不能在大自然中找到,只能进行人工制取,这导致核电池使用成本极其高昂,且嫦娥五号使用太阳能电池就足够,因此并不需要核电池。

核电池给人类探索外太空提供了能量支持,而我们目前还需要思考的,是如何解决核电池的成本以及安全问题。

责任编辑: 鲁达

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