40多年前，美国人登月时曾把5块核电池扔在了月球上，至今，这些核电池仍然在发出大量的热，目测，下一个登月的地球人估计就是咱们中国人，到时，我国航天员可以把它们捡来暖脚。

没错，今天本文要说的就是核电池，它非常毒，但人类已经离不开它，尤其是在太空探索上，为什么呢？咱们从“机遇号”这家伙说起。

话说，火星上的“机遇号”探测器，花边新闻可真不少，原因是NASA不断放出新闻，今天说它遇到沙尘暴，得不到足够的阳光导致电力不足，怠工；过段时间又说它正在获得越来越多的阳光，但因为太阳能面板上的尘埃太多需要清除，怠工……

瞧，这就是太空探索使用太阳能的局限，那么，如果使用核能呢？

最成功的典范

一想到外太空的能源获取，不少人第一个想到的是外太空没有大气层遮挡，阳光猛电力足。但是，如果我们仔细分析，在宇宙探索上，核能实在是要比太阳能优越得多！

上图是从各大行星上观看太阳时，太阳的视角大小对比。可以看见，在火星上还好一些，太阳并不比从地球看上去小多少，但是如果想在探索土星、天王星、海王星还有冥王星的时候使用太阳能，不是说不可以，而是难度实在是太大了，几乎没有可行性。

怎么办？难道人类的太空探索只能局限于水星、金星和火星？显然，这是不可能的，而此时，核能的使用已经不再是一个可选方案，它是一个必选方案。

实际情况也如此：

探索土星的“卡西尼－惠更斯号”上使用了核电池

探索冥王星的“新视野号”也使用了核电池。

除了以上探测器，使用核电池的探测器还有旅行者1号、旅行者2号、尤利西斯号，还有好奇号火星车等等。

旅行者1号1977年9月5日发射升空，至今已飞行38年多。2015年，旅行者1号距离地球超过199亿千米，这相当于地球到太阳的133倍。如果您能从旅行者1号上看太阳，您会发现，太阳的亮度已经跟一颗普通的星星没什么区别了。此时，旅行者1号周围是一片黑暗的太空，无法获取太阳能。

按照NASA的说法，旅行者1号已经离开太阳系，信号虽然以光速传播，但从旅行者1号上传到地球也需要18个半小时，即使如此，它也还在不断地为人类送来太阳系边缘的信息，这种状态将持续到2025年，直到它上面的核电池不再工作。

从1977到2025年，这期间足足48年，接近半个世纪，如此漫长的工作时间，除了核电池，还有什么电池能代替它呢？目前没有。

核电池与核电站的区别

核电站发电，核电池也发电，两者有何区别？

区别一：

核电站的反应堆，里面主要进行的是裂变反应，也就是在一个中子的轰击下，铀235分裂成两个中等大小的原子核，并放出两到三个中子。

核电池主要使用钚238，通过钚238的自身衰变，放出阿尔法粒子α，并产生热量，这热量被用来发电。

图为钚238的氧化物：二氧化钚。

图为钚238。

钚是第94号元素，它是自然界中天然存在的质量最重的元素，比铀还要重。其稳定的同位素是钚244，半衰期大约是八千万年，微量存在于自然界。

而钚238的半衰期为87.74年，衰变时释放阿尔法粒子，同时放出大量热，这使得即使它的量很少，钚238在某些条件下也能自燃。

钚能自燃，这使它看起来就像一块还在发光的余烬。（图片来自美国洛斯阿拉莫斯国家实验室）

1千克钚238的热功率相当于一个功率为570瓦的电炉，且持续时间以数十年计，从不间断。

例如，好奇号上采用的核电池，也是利用钚-238，在任务初期可以在任何状况下稳定地提供大约125瓦的功率输出，而14年后功率还可以保持在100瓦左右。

区别二：

核电站中裂变产生的热，是通过冷却剂循环把热量带出来，接着冷却剂加热第二回路的水，产生高温蒸气冲击汽轮机并发电。

而核电池是采用热电效应来发电，我们先来演示一下热电效应：

上图中的两个杯子，左面的装着冷水，右边的一会儿加入热水。

把热水倒入右边的杯子中，然后……

电风扇开始转动了。