在远离太阳的宇宙深空，得不到太阳能，探测器

为了维持设备的正常运转，保持与地球通讯，当然是选择放射性同位素电池，也就是核电池。

那么核电池是怎么工作的？

咱们分两个方面来谈谈，一个是它用什么燃料，一个是它怎么用这些燃料。

核电池使用的是一种叫做钚的元素。

钚，也许大家并不陌生，特定数值的钚如果进行核裂变，威力相当于一颗原子弹。

不过核电池里面的钚可不是用来进行核裂变反应的，它是通过衰变反应，释放出大量的热量。

核电池其实就是一块炽热的小火炉啊，只需要将里面的热量转化为电能就可以了，是不是很简单。

等等，难道这就是核电池使用钚的方式吗？这么简单就把热能变成了电能？

其实，这个原理叫做热电效应，它可以应用到太空中的核电池上。

热能和电能之间的转化，利用的是温差发电的现象。

这个现象早在1821年就由托马斯·约翰·塞贝克首先发现，所以又叫做赛贝克效应。

赛贝克当时将两种不同的金属导线连接在一起，然后将其中一根加热到很高的温度，而另外一根则保持低温状态。

结果发现，接近它们的指南针居然旋转起来了。

这说明有磁场产生，后来又进一步研究发现，原来这个磁场是由两根不同温度的金属产生出来的电压所形成的。

新的历史由此开始，自然科学的进步往往会推动科学技术的进步，早在20世纪初期就已经出现了一些利用温差发电的装置。

到了今天，人们所使用的是更为高效的半导体材料。

所以现在回过头来看核电池发电的原理就会很简单了，先是利用放射性同位素衰变来产生源源不断的热量，然后再利用温差效应将这些热能转化为电能。

用这种方式，我们就能够让探测器持续工作数十年了，飞出太阳系，飞向宇宙深空。

当然月球上也有它的身影，我们国家的玉兔二号就是靠它挺过漫长寒冷的月夜。

几十年来，深空探测器一直都是使用核电池来获取所需要的能源，但它的缺点其实也很明显。

笨重、昂贵、低效，所以科学家正在计划使用一种全新的方式替换掉它，那么会是什么呢？

其实也是核能。

不过这次的核能更纯粹，因为它用的是核裂变，就跟核电站里面是一样的了。

简单来说，这个新电池呢，由一个小型核反应堆和一些发电机组成。

依然是一个负责发热，一个负责发电。

但是由于它的能量转化效率提高了很多，只需要携带原来一部分燃料就够了。

探测器发射重量减少了，发射的成本也就降低了，可以让探测器携带更多有效载荷去执行更复杂的太空任务。

好了，本期就到这里，我是月林科普，关注我，每天分享好玩有趣的科普知识。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0418/913.html