国产超小型核电池问世,到底安不安全?1年发电800大卡,能用50年

最近国内有公司宣布研发出超小型核电池,计划2025年在监管部门审批通过后量产。

这引发了不小的争议,不少人谈“核”色变,一看到核电池就各种担心,那么核电池到底能不能民用?到底安全不安全?

且听舱长来给你解读一下。

一、神秘面纱?揭秘核电池发电原理

对于大型核电站,很多人不陌生,它是我们日常生活的重要能源来源之一,只要管理好,核电站相当安全。

但对于突然闯入日常生活的核电池,大部分就非常陌生了。

实际上,核电站和核电池,两者的原理有着根本性的差异,是完全不同的两种核发电逻辑。

核电站是通过有控制地轰击铀等放射性同位素产生自持式裂变反应,释放核能来烧开水,进而在一二回路中进行热交换,从而推动汽轮机将热能转换为动能进而发电;

而核电池则是利用放射性同位素自发衰变,释放能量,进而通过完全包裹在上的热电换能器(一种热电转换元器件,用于产生电位差),将热能转换为电能,从而实现发电。

对比一下就可以发现,两者的显著区别在于:

1、核电站:核电站是受控核裂变发电,需要轰击核材料,达到核反应的临界条件,然后再产生自持式裂变,进而通过加热介质实现做功来发电,一般都有很大的功率


2、核电池:核电池里的放射性元素是自发裂变,不受控,但其外围被完全包裹,通过热电元件来产生电位差发电,无须水等介质,由于体积小,他们的发电功率也很低。根据资料显示,本次国产核电池,其发电量一年才3153焦耳,相当于800大卡的能量,相当于你慢跑2个小时消耗的热量

所以,核电池其实没有那么神秘,它就是将核辐射所释放的热能通过感应元器件转换为电能而已。只是因为日常生活中较少听闻,所以大家有些担心害怕,这也是可以理解的。

二、谈核色变?核电池有点不一样

尽管核电池很小,功率很低,但出于各种核武器的威力,以及经常听闻的核电站事故造成的巨大影响,绝大部分人都对核有着天然的抗拒感。

对于核电池这种小型化的核设备,当然也有着天然的抗拒。

事实上,如果我们对核造成的危害了解得更多一些的话,可能会更科学地看待这种恐惧。

首先,大家印象中核武器所造成的那种满目疮痍的危害,绝大部分是由于冲击波、高温、高压等造成的;然后才是核辐射的影响,而核辐射的影响主要是由于被放射性污染的核尘埃造成的,这种是暴露性的核辐射,对人体危害很大。

其次,核电站等的泄露危害,也主要是由于放射性物质无法控制,导致的放射性暴露造成的。

那么核电池是否有这种危害呢?

答案是肯定的!

尽管核电池中放射性物质是密封的,正常情况下,没有泄露风险的,但最令人担心的依然是其屏蔽保护罩被破坏,进而导致核泄漏,出现对人体的危害。

通常情况来说,核电池所选用的放射性元素,比如锶90,钋210等,一般辐射剂量比较小,且大部分是α辐射和β辐射材料。这两类辐射的有效辐射距离非常短,只有几十厘米到几米,而且很容易被阻障,人们比较容易避开辐射源的危害。

所以,对于核电池,如果正确使用,它基本上是没有没有危害的;但如果遭受意外或者有人有意使用核电池搞破坏,那么也会造成放射性风险。

三、是否有用?小型核电池使用用途

不少人认为,一年800大卡的核电池根本没有必要,发电这么少,还存在着巨大的风险,不如不生产。

然而,事实上,核电池的用途很大而且很重要,尤其是航天深海领域,只是我们平常了解得较少而已。

核电池最重要的用途是航天、深空、深海以及医疗等环境特殊、化学电池无法胜任的领域。我们都知道,化学电池其能量释放周期短,无法做到长期不充电续航;充电电池更不用说了,离了电网就工作不了。

而核电池的优势就是长期续航,只要放射性物质还没有衰变完,那它就可以持续工作,也不受压力、温差等影响。比如锶90,其半衰期是28年,完全衰变则需要190年。

在这么长的时间里,它可以持续不断地释放能量,产生电能。所以,对于航天、深空、深海等要求完全自主工作的环境来说,核电池提供能源是再恰当不过了。

另外就是医疗领域。

最典型的就是核电池心脏起搏器,在心脏支架植入后,如果电池可能随时没电,一旦没电导致心脏停博,那岂不是很尴尬?

于是核电池就派上了用途,它们长期续航的优势在这里是最明显不过了!一般情况下,只要不是部件损坏,其可以植入一次,享用终身,并且经哈佛医学院长期跟踪研究,核电池起搏器对使用者几乎没有危害。

但当然,在民用领域使用核电池风险也还是比较高的。

最主要的当然就是核泄漏,比如装了核电池起搏器的患者死亡了,那他身上的起搏器如果不及时回收,随意丢弃的话,会很容易造成一些核辐射风险,也因此核电池起搏器如今应用已经很少了。

至于其他民用领域,当然不会很随意地去使用,以防别有心思的人拿来嚯嚯公众安全。

四、真的先进?全球哪些国家能生产

核电池诞生的时间其实不短了,最早的核电池是1913年由英国物理学家亨利莫塞莱发明的,到1959年美国人制造了第一个实用化的核能电池,2年后,美国将核电池用于其第一颗人造卫星探险者一号。

随后1967年,前苏联也研发成功并应用核电池;而我国则是于1971年由中科院上海原子核所研制成功,使用钋210为核原料,输出电功率1.4瓦,成为世界上第三个掌握核电池技术的国家。

事实上,能生产核电池的国家也不少,比如俄罗斯、英国、韩国等,都能生产。但由于这些国家在航天、深海等领域的应用场景非常有限,其取得的成就远不如中美。

中国和美国分别将核电池广泛地用于卫星、太空站、探月、火星探测、太阳系探测、深空探测、深海探测等众多领域,积累了非常丰富的经验和技术。

也由此,中国和美国在核电池小型化和应用方面取得了比其他国家大得多的成就。

因此,舱长在此也祝福中国的科研团队,研发出民用级别的超小型核电池,希望未来会大有用途!

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页面更新:2024-02-21

标签:核电   起搏器   核辐射   核电站   放射性   能用   深海   航天   用途   风险   领域

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