核电池

白熊

新型核电池威力大能用12年
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发布时间： 2007-6-22 17:22:38  
     
　　提起核能，人们通常会把它与层层把关、纵深设防的核电站联系在一起，可能还会不由自主地浮现出辐射、扩散等危险字眼。殊不知，核能已经悄悄地在改变我们的日常生活。美国科学家日前宣布，他们已经研制成功一种新型的核电池，它的功率是同类电池的10倍，而且可以连续使用十多年。功率超强的秘密据美国《生活科学》杂志5月13日报道，核电池发电的原理与太阳能电池板把阳光转化为电能的原理相似，核电池中的氚（氢的放射性同位素）等放射性气体在衰变中会释放出的具有热能的β射线，经由电池中的热电元件转化成为电能。

　　然而，由于气体衰变过程中，射线向各个方向发射，许多都没有经过转化就消失无踪了，因此此前出现的核电池还不如太阳能电池的功率大。

　　由美国罗彻斯特大学工程师菲利普·福谢领导的研究小组新研制的核电池，其独特之处在于用于热电转化的硅晶片。他们对其表面进行了改造，凿出了无数宽1微米、深40微米的凹点，这样一个三维的反应环境极大地提高了所产生的电能，一举将电池功率提高了10倍。福谢说：“人们已经用了50年的时间研究将简单核衰变反应转化为可利用能源途径，但是最终的发电量却总是很低。现在我们已经找到了提高反应功效的方法。”安全性高，应用前景广泛。

　　至于这种核电池会不会造成辐射也完全不必担心，因为密封的金属核电池足以把放射性能源反应完全密闭。而且氚元素释放出的β射线穿透性不高，一张纸就能把它隔离开来，更不用说穿透皮肤了。

　　这种核电池体积小，而且“长寿”，至少能工作12年，如果把它用在日常生活的电子设备中，就可以省掉频繁更换电池的麻烦。在医学领域，它可以为心脏起搏器等需要长年埋植在人体中的医学仪器持续供电。它不怕温度巨大变化，也不怕深海下的高压和腐蚀，因此既能随太空飞船上天，也能随深海探测器下海。但福谢表示，电池在两年内还不会进入市场，因为他们希望通过进一步研究把电池功率再提高几倍。看来，一场令人期待的生活能源革命正以更快的加速度越来越近。

　　形形色色的现代电池

　　注水电池

　　德国开发的这种电池只要注入水就能供电筒、闪光灯和玩具使用。这种电池能存放50年，能放电、充电。充电时，取下盖子洗净内部，注水即可。

　　细菌电池

　　日·本研制的这种电池是把两种细菌放入糖浆中，一种细菌蚕食糖浆产生有机酸，另一种细菌使有机酸化为氢，这些氢与放进的磷酸起反应，便可放电。

　　超薄电池

　　这种法国生产的电池如普通纸厚，质软，能像纸一样随意切割或折叠，能反复充电上千次，手表、汽车均可使用。

　　看不见的电池

　　美国科学家发明了世界上最小的电池。其直径仅70微米，与普通感冒病毒大小相似，只能在电子显微镜下才能看到。该电池能在45分钟之内产生0.02V电压。核电池核电池还有个名字叫做“放射性同位素电池”。同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线，这种同位素就称做“放射性同位素”。人们通过半导体热电转换元件将这些射线的热能转变为电能，就制成了核电池。同位素在自然衰变中能放出比一般物质大得多的能量，而且衰变时间很长，因此，核电池的能量大，体积小，可以长时间使用。而且同位素在衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场等的影响。因此，它以抗干扰性强和工作准确可靠而著称，成为电池家族中的佼佼者。

白熊

上贴中谈到的这种技术和辐射中的核融电池不太一样，只是转化衰变的辐射能为电能，原理就像太阳能电池，没有发生核融过程。核融，我理解为核聚变。下面是搜索到的关于小型核聚变反应装置的资料，其中也提到“核融变”一词。

美英研发出小型核聚变反应装置
http://xys.freedns.us/forum/db/97/146.html
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美国与英国一群科学家最近宣布，他们研发出一种小型核聚变装置，在一个长卅公分、直径十二公分的圆筒中，就可以完成核聚变反应。这种装置产生的能量虽然微乎其微，无助於能源供应，但未来有可能运用於太空探险、癌症医疗、油井钻探与安全侦测。

这个研究团队由加州大学洛杉矶分校普特曼教授率领，论文发表於今天出刊的英国《自然》杂志。他们的装置运用「钽酸锂晶体」这种焦电材料（pyroelectrics），藉由改变温度造出电场，让圆筒内的氘（重氢）离子加速撞击含有氘的标靶，从而完成具体而微的核聚变反应。

核聚变与核裂变同样遵循爱因斯坦的质能转换公式，但过程反其道而行。核聚变是将较轻的元素（如氢及其同位素氘、氚）结合为较重的元素（如氦）。恒星就是藉由核聚变释放出无比巨大的能量，其效益远高於任何其他的能源。然而核聚变通常要在极高的温度下进行，因此人类至今除了造氢弹之外，尚难以人为方式如法炮制。

物理学界自一九八○年代末期以来，不断有学者宣称设计出所谓的「桌上型核聚变装置」，然而无论是一九八九年名噪一时的「冷核聚变」，或者二○○二年众所瞩目的「声核聚变」（sonofusion），都有如昙花一现，实验结果很快就被其他学者推翻。不过普特曼的论文虽然才刚出炉，却已经博得许多同侪的肯定，认为相当具有说服力。

关键在於普特曼点铁成金，他巧妙结合寻常而简单的原理与技术，善用焦电材料会因温度上升而产生电压与电场的物理特性，将微小的晶体变成一座粒子加速器，不需要体积巨大的传统加速装置，也不必耗用大量电力，可以称之为「晶体核融变技术」。

另一方面，管普特曼装置产生的能量微不足道，还不可能取代化石燃料与核分裂发电，但是它的另一种产物－中子－却颇具实用性。中子不带电荷、能够深入物质内部的特性，可以转化为强大的侦测功能。因此普特曼希望缩小新装置的体积，安装在各类侦测仪器。日後从机场安检、石油钻探到肿瘤检查，小型核融变装置都将大有可为。

player99zyzy

啊！以后可以用这个给电浆枪充电了，看上去辐射时代马上要来了？

kelvinyu

据说人类目前还没有实现可控核聚变，连核电站那种规模的也实现不了，不知道什么时候能够实现电池封装的可控核聚变。

实现的话，能源危机在一定程度上就可以缓解了。大战爆发的时候老美已经把核融和电池实用化，所说没有普及，不过似乎没必要和中国那么拚命吧。

rlucky

辐射不是完全按照现实科技进程推演出来的,所以这方面倒不用较真

sh1945

查了一些英文资料，目前世界上最先进的试验核聚变装置在中国合肥，是国际“iter计划”的一部分。