核电池：魔鬼还是天使？ 国内尚在探索优化阶段

　　1945年8月9日上午11:02分，美军把一个代号为“胖子”的原子弹投到了日本长崎。“胖子”的“心脏”部分是由钚制成的。有趣的是，这种比“魔鬼”还可怕的放射性元素制造的核电池也能为人类遨游太空和身体治疗提供帮助。

　　国内某门户网站近日编译的一则消息称，美国在橡树岭国家实验室内已经开始生产钚-238，意味着该工厂自1980年代停工后重新恢复了钚-238的生产。美国宇航局科学家称，这样做能够为太阳系深空任务提供足够的核电池。预计未来两至三年，钚-238可以大量生产，满足未来深空任务的需求。这个消息经过媒体的“发酵”，这两天已经引爆了国内的相关概念股。只是，核电池的“门槛”可不是一般的高，普通企业恐怕很难进入“核电池概念股”的序列。

　　“钚-238是可以做核电池的。”辐射防护和环境保护专家、中国工程院院士潘自强对《第一财经日报》记者说。

　　2012年8月6日，重达1吨到美国“好奇号”火星探测器缓缓地在火星表面上成功着陆。细心的人们从电视画面中发现，“好奇号”和它的两个前辈“勇气号”和“机遇号”长得并不一样，它身上少了两支长长的“翅膀”——太阳能电池板。取而代之的是一台重约45公斤、发电功率为140瓦的核电池。

　　“好奇号”这块核电池由两部分组成：装有钚-238二氧化物的热源和一组固体热电偶。后者是一种半导体，可以把钚-238衰变产生的热能转化为电能。

　　目前，航天器使用的空间电源主要有三类：化学电池、太阳能电池和核电池。但与前两者相比，核电池的优势就像是一只站在蚂蚁面前的大象那样显而易见。因为同位素衰变时释放的能量大小和释放速度对外界环境的阳光、温度、化学反应、压力、电磁场等影响全部“免疫”。

　　根据中国核电巨头中核集团主办的《中国核工业报》在2014年报道，空间核动力包括空间核电源和核推进，用来给航天器提供电能和推进动力。空间核动力是军民两用技术，可以满足通信卫星、军用卫星、空间站、空间运输、空间武器、空间作战平台、深空探测、外星基地等对电能和推进动力的需求。

　　空间核动力的能量来源是核能。目前，空间核动力利用的主要是核反应堆产生的裂变能和放射性同位素的衰变能。根据不同的任务需求、通过不同的方式，空间核动力装置可以把核能转变成电能和推进动力。

　　对核电池利用最早的国家是对核能利用最早的美国和前苏联。公开资料显示，早在20世纪50年代，美国和前苏联就正式开始研发空间核动力技术，主要着眼于装备军用卫星、战略弹道导弹、巡航导弹等，并投入了难以想象的财力。

　　以美国为例，《中国核工业报》发现，到本世纪初，美国至少已在26次空间任务中使用核动力。从2003年起，美国开始执行“普罗米修斯”计划，意在研究带有核电推进系统的星际宇宙飞船以探测木星最大的天然卫星。

　　而苏联解体后，俄罗斯接其衣钵，对核动力进行了更为深入的探索和利用。2009年，俄罗斯宣布了功率为兆瓦级“核飞船”的研制计划。2014年，俄罗斯组装出了为未来核动力飞船反应堆服务的“热源”——核燃料释热元件。这些核燃料使用的是高浓缩二氧化铀。如一切顺利，这些核动力装置将于2018年建成。迄今，俄罗斯已从国家预算中为研制相关反应堆、发动机和太空舱总共拨款170亿卢布(约合31亿元人民币).

　　潘自强对本报记者说，中国对同位素电池也进行了研究。

　　本报记者从中核集团旗下中国原子能科学研究院官方网站公布的信息中注意到，2015年8月12日，该院工作人员对来访的国家国防科技工业局系统官方介绍了同位素电池的相关情况。

　　而在2013年12月16日，中国航天科技集团空间技术研究院嫦娥三号巡视器总体副主任设计师吉龙做客中新网《新闻大家谈》时介绍，“嫦娥三号论证的过程当中，对核电池的使用与否进行过详细的分析和论证”。尽管最后“嫦娥三号没有使用核电池”，吉龙表示，国内很多单位还在对核电池进一步探索和优化，相信以后的航天系统会越来越广泛地应用这种核电池。

　　“核电池以前还用在心脏起搏器中。”潘自强对本报记者说。

　　公开资料显示，使用重量仅为40克核电池的心脏起搏器寿命可长达十年，使得患者免除了经常开胸做手术的痛苦。

　　“但(核电池心脏起搏器)现在用得不多了。” 潘自强认为，这可能与核电池价格极其高昂等因素有关。

　　公开资料显示，美国密苏里大学研究团队在2014年对外宣称，他们已经敲开了新一代水性核电池的大门。该技术应用范围包括汽车在内。但潘自强认为“用核电池来开汽车”是不可能的。

　　最现实的问题是，潘自强解释，核电池不仅价格是“天价”，而且广泛使用容易造成核扩散。他因此认为，核电池可以用在一些“不计成本”的事业方面，但不可能像普通商品那样走进人们的生活。