據(jù)原子能院的官網(wǎng)文章介紹，第一顆“國(guó)產(chǎn)”同位素電池的各項(xiàng)指標(biāo)均超過了預(yù)期要求，研制全過程安全無誤，功率為百毫瓦級(jí)。

雖然功率與“好奇號(hào)”電池的140瓦左右的功率還有距離，但據(jù)歐陽自遠(yuǎn)介紹，只要研發(fā)成功第一顆電池，就可以說突破了同位素發(fā)電的主要技術(shù)難點(diǎn)。今后，如果要做大功率，只需相應(yīng)地增加核燃料钚238的使用量。他表示，在我國(guó)未來的深空探測(cè)計(jì)劃——比如火星探測(cè)中，核電池可能發(fā)揮越來越大的作用。(記者張懿)

收起慣常的“翅膀”，正是為了飛得更遠(yuǎn)。“好奇號(hào)”是人類建造的首輛核動(dòng)力火星車。而且，隨著人類不斷走向深空，航天器對(duì)核能的依賴也會(huì)越來越大。

“好奇號(hào)”身上，那對(duì)早已被視為太空飛行器標(biāo)志的“翅膀”——太陽能電池翼片——消失了。

本周登陸火星的“好奇號(hào)”探測(cè)器此刻正在遙遠(yuǎn)的紅色土地上張望。對(duì)“非專業(yè)航天愛好者”來說，要從外形上區(qū)分“好奇號(hào)”和它的前輩、比如“勇氣號(hào)”“機(jī)遇號(hào)”，其實(shí)遠(yuǎn)比想象來得簡(jiǎn)單：

事實(shí)上，將于明年隨“嫦娥三號(hào)”登月的我國(guó)首輛月球車，也將裝載核動(dòng)力裝置。這將使我國(guó)成為繼美俄之后，第三個(gè)將核動(dòng)力應(yīng)用于太空探測(cè)的國(guó)家。

與核反應(yīng)堆靠的是裂變反應(yīng)發(fā)電不同，核電池基于衰變反應(yīng)，能量釋放遠(yuǎn)不如裂變劇烈(不加控制的裂變就是核爆炸)。

但衰變釋放的能量也不容忽視。日本福島核事故中，搶險(xiǎn)人員之所以要迅速重建被破壞的堆芯冷卻系統(tǒng)，就是為了導(dǎo)出核燃料衰變產(chǎn)生的熱量。否則，高溫會(huì)熔解金屬保護(hù)殼，導(dǎo)致嚴(yán)重核泄漏。

原理并不難解釋：電池中的放射性核燃料不斷進(jìn)行衰變，釋放出熱量；經(jīng)過溫差熱電轉(zhuǎn)換器的作用，最終形成電流。

普通人也許慣于將核能與特種、核特種等“大家伙”聯(lián)系在一起，但中國(guó)探月工程首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)告訴記者，在航天器上，核能是以另一種“微型化”的方式被利用的。“好奇號(hào)”上搭載的核動(dòng)力裝置，是一枚重約45公斤、發(fā)電功率140瓦的核電池。

核能利用也可以“微型化”

歐陽自遠(yuǎn)告訴記者，無論是“好奇號(hào)”，還是中國(guó)的月球車，核電池中使用的燃料都是钚238。钚238的半衰期有80多年。這個(gè)時(shí)間足夠長(zhǎng)，使钚238能支撐電池持續(xù)工作幾十年。

上海空間電源研究所研究員李國(guó)欣告訴記者，钚238衰變時(shí)，表面溫度可以達(dá)到五六百攝氏度，足以讓钚金屬塊呈現(xiàn)出熾熱的紅色。在核電池中，它相當(dāng)于一個(gè)熱源。這種核電池，更規(guī)范的名稱是“放射性同位素溫差電池”。它的能力雖不足以讓火箭升空，卻可以用于小規(guī)模供電，比如，讓火星車以低速移動(dòng)，并與地球通話。

讓飛行器對(duì)惡劣環(huán)境“免疫”

李國(guó)欣告訴記者，對(duì)深空探測(cè)來說，核電池意義重大。在太空中，飛船能依靠的只有太陽能與核能。飛船距離太陽越遠(yuǎn)，陽光越是微弱，太陽能電池板的發(fā)電能力就越低；為保證飛行器的能量供應(yīng)，就需要應(yīng)用核電源。

歐陽自遠(yuǎn)表示，“好奇號(hào)”火星車自重近1噸，大約是2004年登陸火星的“機(jī)遇號(hào)”和“勇氣號(hào)”的5倍，對(duì)能量的需求也更大。核電池不僅不受光照影響，對(duì)其他惡劣的外部環(huán)境，比如真空、極冷、極熱、宇宙輻射等，也基本“免疫”。

中國(guó)自主研發(fā)邁出大步

歐陽自遠(yuǎn)告訴記者，我國(guó)的月球車實(shí)際上同時(shí)使用太陽能和核能作為能源。月球的自轉(zhuǎn)一周是28天，等于說一個(gè)“月球夜”會(huì)持續(xù)14天。黑暗中的月面，溫度驟降到零下100多攝氏度，為防止車載儀器被凍壞，休眠中的月球車就得靠核電池的能量來保溫，并維持與地面的通訊。而一旦新一個(gè)白晝來臨，太陽能電池就能重新驅(qū)動(dòng)月球車工作。據(jù)了解，從上世紀(jì)中葉起，核電池就在太空領(lǐng)域應(yīng)用。但隨著美蘇太空競(jìng)賽的冷卻，人類探索深空的腳步放緩。而在近地軌道，核電池的性價(jià)比不及太陽能發(fā)電。此外，目前全球钚238主要產(chǎn)自俄羅斯，燃料來源的局限也拖累了核電池的應(yīng)用。

據(jù)歐陽自遠(yuǎn)介紹，我國(guó)月球車搭載的核電池，是由中國(guó)原子能科學(xué)研究院牽頭研發(fā)的。

記者沒能采訪到中國(guó)原子能科學(xué)研究院的相關(guān)負(fù)責(zé)人。但從該院官方網(wǎng)站上，同樣可以收獲不少信息。綜合該網(wǎng)站過去幾年陸續(xù)刊登的文章，從2004年開始，該院正式啟動(dòng)航天用同位素電池的研發(fā)；到2006年，研制出我國(guó)第一顆钚238同位素電池；2008年通過了專家組的鑒定。這顆電池的研制成功，填補(bǔ)了我國(guó)長(zhǎng)期以來在該研究領(lǐng)域的空白，標(biāo)志著我國(guó)在核電源系統(tǒng)研究上邁出了重要的一步