嫦娥四号自主研发的核电池迈出大步.可持续工作30年

原标题:嫦娥四号自主研发的核电池迈出大步.可持续工作30年

中国第一块放射性同位素电池于1971年3月12日诞生于中科院上海原子核所,以钋210为燃料,输出电功率为1.4瓦,热功率35.5瓦,并进行了模拟太空应用的地面试验。随着我国核电站数量的增加,由乏燃料后处理提取的镎237原料的逐渐积累,为后来开发钚238电池,提供了物质基础。

据欧阳自远院士介绍,近年来,我国在自主研发的核电池上迈出了大步。我国月球车搭载的核电池,是由中国原子能科学研究院牵头研发的。

从中国原子能科学研究院该院官方网站上,可以得知,从2004年开始,该院正式启动航天用同位素电池的研发;到2006年,研制出我国第一颗钚238同位素电池;2008年通过了专家组的鉴定。这颗电池的研制成功,填补了我国长期以来在该研究领域的空白,标志着我国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。

核电池的用武之地不仅仅局限于太空。在高山、深海、南北极乃至人体中到处可以找到它的影踪。心脏起搏器用的核电池重量仅40克,体积很小,寿命可达十年。病人免除了经常做开胸手术的痛苦。在极地、海岛、高山、沙漠、深海等条件恶劣、交通不便的地方都是RTG的大显身手之地。自动无人气象站、浮标和灯塔、地震观察站、飞机导航信标、微波通讯中继站、海底电缆中继站等都可以使用免维护、长寿命的RTG供电。

据原子能院的官网文章介绍,第一颗“国产”同位素电池的各项指标均超过了预期要求,研制全过程安全无误,功率为百毫瓦级。这将保证中国首次将核能用于航天器。据悉,为了保证着陆器的能源供应,嫦娥三号就是使用了这种原子能电池(RTG同位素电池)。

我国首次实用核电池将随“嫦娥三号”软着陆月球,并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上。这种原子能电池可以连续工作30年。有了它,再不怕月球晚上温度骤降到零下150度到180度。完全可以确保探测器上仪器不至于被冻坏。为防止车载仪器被冻坏,夜间休眠中的月球车可以靠核电池放出来的热量保温。而一旦新一个白昼来临,太阳能电池就能替代核电池,重新驱动月球车工作。

对嫦娥三号来说,核电池中的钚金属块238它相当于一个热源。这一热源对将在月球环境下生存的嫦娥三号的保温作用是至关重要的。其释放出的热量及经过温差热电转换器的转换形成的电流,充分满足了嫦娥三号的能量需求。它的能力虽不足以让火箭升空,却可以用于小规模供电,支持嫦娥三号所带月球车低速移动;支持嫦娥三号所带设备正常工作;支持嫦娥三号与地球之间的通讯。 [7]

中国第一个钚-238同位素电池

中国第一个钚-238同位素电池是在中国原子能科学研究院诞生的,同位素电池的研制成功标志着中国在核电源系统研究上迈出了重要的一步。

2004年,原子能院同位素所承担了“百毫瓦级钚-238同位素电池研制”任务,在两年时间里要完成总体设计和一系列相关工艺研究,研制出样品。

同位素所和协作单位并按制定的研究方案开展了大量的模拟实验、示踪实验、热实验等工作。最终检测表明电池性能完全达到了技术指标要求,辐射防护检测的各项指标均符合国家安全要求。中国第一个钚-238同位素电池诞生了。

虽然在很久之前核电池就已经应用在航天领域,但是在因为大小的限制,在地球上核电池的应用还很少。大多数核电池通过固态半导体截获带电粒子,因为粒子的能量非常高所以半导体随着时间的推移将受到损伤,为了能让电池长期使用,核电池被制造的非常大。

中国第一块放射性同位素电池于1971年3月12日诞生于中科院上海原子核所,以钋210为燃料,输出电功率为1.4瓦,热功率35.5瓦,并进行了模拟太空应用的地面试验。随着我国核电站数量的增加,由乏燃料后处理提取镎237原料的逐渐积累,为今后开发钚238电池提供了物质基础。从2004年开始,中国原子能科学研究院启动了太空同位素电池的研发,2006年该院研制出我国第一颗钚238同位素电池。

我国将于2013年发射“嫦娥三号”探测器在月球进行软着陆并施放月球车。前不久月球探测工程首席科学家欧阳自远院士接受媒体采访时透露,中国月球车将配备核电池来帮助月球车进行“冬眠”,等到太阳再次在月面上升起时,电池自动重启,月球车开始进入工作状态,这样的核电池可持续工作30年。

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