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。
嫦娥三号比起好奇号，并不逊色!
嫦娥三号比起好奇号，并不逊色!主要是从下面几点比较：
第一、嫦娥三号与好奇号都采用的核动力，虽然不知道好奇号是直接采用核动力转变成动能还是怎么的，但嫦娥三号采用的核动力电池，是目前核动力小型化的最高的成果。对比好奇号绝对不会逊色，而且嫦娥三号比好奇号体积小，动力装置可能也会更小。核能装置的对比无非就是看小型化程度。
第二、好奇号要能对抗登陆火星瞬间产生的高温，但嫦娥三号却要对抗月球表面几百摄氏度的温差。相比，嫦娥更了不起。对抗高温，对所有发射火箭的国家都面临这个问题。而且好奇号登陆火星时承受的温度相对不算高，飞船返回地球的温度比登陆火星时高的多。嫦娥却是非常了不起，对抗温差300摄氏度，对抗低温零下一百多摄氏度，这是中国的首创。
第三、嫦娥三号与好奇号降落方式都是软着陆，都是采用火箭发动机反推。这里不得不说美国对好奇号的机构设计更好，因为好奇号更重一些，而且火星的引力更大一些。不过这是反推火箭的问题。而且火箭的推力大小并不是大不了的问题，我们也能做的出来。
第四、是登陆星球不同，其实登陆月球和登陆火星的难度差别不大，对火箭的大小要求不高。只要达到第二宇宙速度，挣脱地球的束缚，然后关闭发动机，同时保持匀速飞行，都会实现。其实，达到第二宇宙速度的火箭中国早就有了。至于降落地点，对于好奇号、嫦娥三号来说，都是预先选好的，在火星还是在月球降落区别不大，都是地面人为遥控（我们已经有了自己的深空站、网。）。距离也不是问题了（嫦娥二号飞行距离已超过了去火星的路程）。
第五、据欧阳自远院士说，无论是美国的“好奇号”，还是中国的月球车，核电池中使用的燃料都是钚238。钚238的半衰期有80多年。这个时间足够长，使钚238能够支撑电池持续工作几十年。
虽然“国产”同位素电池的功率与“好奇号”电池的140瓦左右的功率还有距离，但只要研发成功第一颗国产同位素电池，就突破了同位素发电的主要技术难点。今后，如果要做大功率的，只需相应地增加核燃料钚238的使用量。
所以，嫦娥三号比起好奇号，应该不逊色!
核动力卫星用的核电源有两类
核动力卫星是使用核电源的人造卫星。由于核电源工作寿命长，性能可靠，能提供较大的功率。所以它与太阳电池电源相比，适应环境能力强;由于在卫星外部没有伸展开的大面积太阳电池翼，在低轨道飞行时大气阻力较小。在空间战中使用核电源能提高卫星的生存能力。所以，核电源适用于某些军用卫星和行星探测器。但是由于卫星坠毁时会对大气和地球造成污染，所以核电源的使用受到安全上的限制。
卫星用的核电源有两类：放射性同位素温差发电器和核反应堆电源。前者功率较小，为几十至几百瓦;后者功率较大，可达数千瓦至数十千瓦。据悉我国正在研制，并准备发射装载空间反应堆的核动力卫星。可能于2015年左右完成核动力卫星的地面试验，2020年，这种卫星的设计方案可基本确定，2025年中国将发射首颗由空间核反应堆提供动力的卫星，并进行在轨试验。
我国航天器采用核电池意义重大
在我国未来的深空探测计划中，比如火星、金星探测中，核电池会发挥越来越大的作用，核电池意义更是重大。在深空中，飞船能依靠的只有太阳能与核能。而且，随着飞船距离太阳越来越远，所受阳光照射越是微弱，太阳能电池板的发电能力就越低，就更需要应用核电源。以保证飞行器的能量供应
核电池不仅不受光照影响，而且对其他恶劣的外部环境，比如真空、极冷、极热、宇宙辐射等均不理会;核电池让飞行器对恶劣环境基本起到“免疫”作用。
此外核电源寿命长（工作时间长），性能可靠，能提供较大的功率。优点很多，应用前景广阔。
事实上，将于今年12月初，随“嫦娥三号”登月的我国首辆装载核动力装置的月球车如能顺利运行，将标志我国成为继美俄之后，第三个实现将核动力应用于太空探测的国家。（文/天津航天科普工作者谈煦）加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
|
SinoCa.COM All Rights Reserved.