【已解決】 什么是核電池？
最佳答案 2024-08-25 00:00
核電池，顧名思義，是一種將核能轉(zhuǎn)換為電能的電池。核能通常包含三種能量形式，分別為裂變能、聚變能以及衰變能。其中，核電站的能量來源是裂變能，被稱為終極能源的“人造太陽”則依靠是核聚變反應(yīng)釋放能量。裂變能和聚變能來自于外因引發(fā)的核轉(zhuǎn)變所釋放的能量，而衰變能則是來源于不穩(wěn)定的核自發(fā)的進(jìn)行核轉(zhuǎn)變的過程。
核衰變有三個重要特征：一是衰變過程穩(wěn)定且連續(xù)不斷，二是可釋放出大量的能量，三是不受物質(zhì)形態(tài)和環(huán)境因素的影響。
核電池就是以這種衰變能為能量來源，并利用換能器件將核能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。
正是由于核電池的能量來源為核衰變，因此相比于化學(xué)電池、光伏電池、燃料電池等傳統(tǒng)電池，其具有壽命長、能量密度高、無需維護(hù)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢：
1) 使用壽命長。核電池的理論壽命取決于選用放射性同位素的半衰期（指大量原子核衰變到原來數(shù)目一半的時間，此處可近似理解為經(jīng)歷一個半衰期后核電池功率減少為初始時一半）。如采用常用放射性同位素，其理論壽命可達(dá)數(shù)十年至上百年。若以半衰期為5730年的C-14為放射源，其理論壽命可達(dá)數(shù)千年乃至上萬年。
2) 能量密度高，易于微型化。在所有的能源中，衰變能遠(yuǎn)超于其他常規(guī)能源的能量密度。如相同重量的核電池和鋰電池比較，核電池可做到“一節(jié)更比千節(jié)強(qiáng)”。而且放射源容易集成在非常小的結(jié)構(gòu)表面，實現(xiàn)微型化。
3) 輸出特性穩(wěn)定，無需維護(hù)，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。由于核衰變過程不受物質(zhì)形態(tài)和環(huán)境因素(溫度、濕度、酸堿度、壓強(qiáng)等)的影響，因而核電池的能量來源穩(wěn)定，理論上核電池在設(shè)計期限內(nèi)無需維護(hù)，具有穩(wěn)定的輸出特性。相比之下，傳統(tǒng)的太陽能電池、鋰電池等則受光照、溫度等外部環(huán)境影響嚴(yán)重。
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