你敢相信嗎?我國的核電池技術在近些年來已經取得了重大突破,甚至在使用年限上已經突破五十年!
對,一塊小小的電池可以用五十年!你沒聽錯!
核電技術是我國進入新世紀以來進步迅速的一項技術。大家都知道,隨著社會經濟的不斷發展,我國開始由化石能源更替到新的能源,就是核能。
化石能源雖然儲量較大,但是它一定會有用完的那一天。
並且化石能源它分佈不均勻。有些地區產量過剩,而有些地區卻十分稀缺,只能靠外部運輸來供給能源的利用。
所以就出現了代替化石能源的新能源,即核能。
核能也可以稱為原子能,它的特點就是高能量高密度。比起體積大,能量固定的化石能源,它壓縮能力強,佔用空間小。
所以隨著核能的不斷開發,把核能源體積儘可能地縮小,那麼不就既有儲能大的特點,又有體積小的特點了嗎!
然而我們中國的科學家就是如此的聰明,在核能的研究上付出了大量的時間和精力,做到了體積儲能雙保險,製造出了核電池。
我國科學家經過長期研究和實踐,成功攻克了核電池技術中的一系列難題,開發出了一種具有自主智慧財產權的核電池。
該核電池採用了先進的材料和工藝,具有高能量密度、長壽命、低成本等優點,可廣泛應用於航空、航天、海洋等領域。
那麼具體在核電池方面的重大突破都有哪些呢,以及對未來的預測?來讓小編為大家解開疑問。
一.核電池的巨大突破
中國第一枚性質為放射性的同位素電池在二十世紀70年代誕生於中科院上海原子核所,以釙210為燃料,輸出電功率為1.4瓦,熱功率為35.5瓦。
早在二十世紀70年代年,我國的化學元素電池技術就開始了它的發展之路。
二十一世紀初,原子能院同位素所承擔了“百毫瓦級鈽-238同位素電池研製”的任務,並承諾要在兩年時間裡要完成總體設計和一系列相關工藝研究,研製出樣品。
在2013年,我國發射“嫦娥三號”探測器在月球進行軟著陸並施放月球車。
月球探測工程的首席科學家歐陽自遠院士在接受新聞媒體採訪時透露,中國月球車將配備核電池來幫助月球車進行“冬眠”。
電池會在太陽從月面上升起時自動重啟,並指揮月球車開始進入工作狀態,這樣的核電池可持續工作30年。
在今年的年初,即2024年1月8日,中國貝塔伏特科技公司釋出訊息稱,已經成功研製出了新的核電池。並且它具有以下幾大特點:民用,可穩定發電50年,無需充電和養護。
這一訊息一出來,迅速震驚了全世界。
它不僅僅具有是發電時間久,維護成本低的優點。這款電池的尺寸僅有15毫米×15毫米×5毫米。
對比傳統電池體積大,維護成本高,發電時間短且不穩定的缺點,這款電池可以說是在傳統電池的缺點上做到了大幅度摒棄核革新。
當然這震驚的訊息也傳到了老外的耳朵裡面。他們對中國核電技術的快速發展給與敬佩和驚歎。
甚至不少人認為,中國的科技發展技術已經到了飛速的程度,已經遠遠超出了他們的預料。
事實也證明,中國核電技術的重大突破確實證明了中國這些年在科技領域的獨特創新思維和巨大的結果。
作為科技巨頭的美國當然也對這一技術在中國的巨大突破上了心。隨著中國在許多領域的巨大進步,美國等歐洲國家也開始思考與中國科技公司的合作問題。
許多人對中國核電技術的前景表示非常樂觀,並且期待在未來會有更大的作為。
二.核電池優缺點
首先就是核電池是一種非常高效的能源。核電池能夠利用核能產生巨大的電能。
相比傳統電池,它的能量密度更高,能源效率更高。
核電池也具有相當長的壽命,別看它小小一塊,它的使用時間可不少。
因為核反應的能量可以持續釋放,不像傳統電池那樣存在電量耗盡的問題。
大家應該也可以理解,核電池的原理其實是利用核反應堆來產生電能。
只要核反應堆存在,化學反應就不會停止。
再就是環保。核電池不會像傳統電池那樣產生有害物質,對環境造成汙染。
它的廢料處理也比較簡單,沒有傳統電池那樣需要特別的環保處理。
也不需要單獨像傳統電池那樣需要扔到一個特定的垃圾桶,防止內部化學物質流出危害環境。
核電池可以在不同的能量轉換方式下工作,不僅僅拘泥於電能,核電池也可以在熱能等領域發揮出它的特長,使得能量利用更加高效。
核電池中的核反應過程非常穩定,不會像傳統電池那樣出現突然斷電或電壓波動等問題,核電池的低維護成本是它的一項特點。
核電池的設計和製造過程非常精細複雜,需要高密度的儀器和更加專業的人員。因為它製作門檻高,所以使用起來更加安全。
所以當大家看了核電池的這些優點以後確實可以體會到核電池比起傳統電池來說,確實已經是巨大的進步了。
但是它仍然脫離不了傳統電池的束縛。
比如核電池的放射性汙染問題。
放射性物質構成了核電池的核心,這些物質在衰變過程中會產生放射性物質,隨著時間的流逝,會有洩露隱患。會對環境和人類健康造成嚴重危害。
再就是如果核電池發生破裂,會直接導致內部的放射性物質洩漏。
核反應造成的基因突變等問題,大家一定有有所耳聞。
不僅僅是花草枯萎這麼簡單。核反應甚至還會造成生物的變異,在生物體內留下核元素,隨之改變基因,影響物種的遺傳。
各種疾病因此而產生,卻又極少有治療的方法。這就是放射性元素導致的疾病。
核電池中的核反應會產生大量的熱量且其反應過程涉及到複雜的物理和化學反應,如果熱量控制不當,會導致核電池熱失控,產生火災和爆炸等危險。
核電池的製作原料一般是一些化學元素,它質量高,並且純度很純,容易被一些不法分子盯上。
所以就導致了核電池中的核材料有可能被惡意利用,用於製造核武器等危險物品,對全球安全造成威脅。
三.核電池的作用
核電池的主要應用領域包括航空航天、深海勘探、醫療領域和軍事領域等等。
在航空航天領域,核電池可以提供穩定的電源,用於無人機、衛星和深空探測器等裝置的長期執行,會為我國在航天領域的發展加油助力。
在深海勘探領域方面,核電池可以提供長期、穩定的電力支援,比如潛水艇以及一些其他水下裝置,都非常符合核電池的使用特點。
在水下因為可視度低,門檻高的原因,有很多技術都很難在水下進行執行。
但是正是因為核電池的出現,它穩定高能的特性,正好和水下深海勘探領域一拍即合。
在醫療領域,核電池可以作為人工心臟起搏器、胰島素泵等醫療裝置的電源,為患者提供長期的電力支援。
不僅可以為勞累的醫務工作者們提供休息的時間,也可以給其他的醫療部門緩衝的時間。
並且它“樂此不疲”“永不停歇”。不用擔心會有“出錯”的隱患。
在軍事領域,核電池可以為一些特殊的軍事裝置提供電力支援,如潛艇、偵察裝置等。
核電池體積小,需要的容積也小,故非常適合放在這種精密又體積小的容器之中。
不僅便於隱藏,還可以節省成本。
雖然我國核電池技術日益進步,但是它仍然距離我們的生活還是有一定距離的。
首先作為製造核電池的主要原料之一——鈽,它是一種人造材料,在天然的環境中是不存在的。
這就給它掛上了成本一定不低的標籤,並且需要一定的技術門檻。
鈽能夠在衰變過程中釋放能量,同時其釋放週期是較長的,能夠達到幾十年。
2012年美國宇航局為建立鈽的生產基地,改善鈽的生產問題投入資金約2000萬。
這是一種什麼概念呢?
光是解決一種人造元素的資金花費,就已經佔到如此高的份額。
所以核電池目前只能在我國的高階技術方面發揮它的功能。因為它的高技術和高成本。
核電池的汙染問題也比較常見。
二十世紀六十年代,美國發射失敗的Transit-5BN-3衛星再入大氣層的過程中就發生了燃燒,其裝備的同位素電池中的鈽-238燃料全部釋放到了大氣層當中,造成了十分嚴重的汙染。
可是如果在民用過程中,我們又該如何察覺到呢?
就算察覺到了,我們也對核元素的洩露沒有任何辦法。
所以我國的核電池技術任重而道遠。雖然在老外口中,我們的技術確實已經踏上了快車道。
但是隻有我們自己知道,能力越大,責任越大,這場核電池之路,我們只是開了一個頭。
核電池的大面積普及,我相信會在未來的某一天實現,讓大家都體驗到核電池帶來的好處,又可以合理應對它帶來的危害。