核电池到底有多大能量：一块可用半个世纪

　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！

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，无法获取太阳能电池。

　　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。

　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。

　　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。

　金属中都有自由电子，而自由电子具有的能量和速度各不同。

　　那么，什么因素能决定电子的能量和速度？热是一个重要的因素之一，当金属导体的两端有温度差异时，电子更容易从热的那一端“扩散”到冷的那一端，从而形成电压，这就是热电效应。
1997年10月升空的“卡西尼－惠更斯号”，携带有3块核电池，燃料为钚238，它被制成二氧化钚的陶瓷压块，1997年时可提供880瓦的功率，十多年后，也就是2010年，该核电池还能提供670瓦的功率。