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這個(gè)過(guò)程有兩個(gè)特點(diǎn)：一是蛻變時(shí)放出的能量大小、速度，不受外界環(huán)境中的溫度、化學(xué)反應(yīng)、壓力、電磁場(chǎng)的影響，因此，核電池抗干擾性強(qiáng)，工作準(zhǔn)確可靠；另一個(gè)特點(diǎn)是蛻變時(shí)間很長(zhǎng)，這決定了核電池可長(zhǎng)期使用。


核電池可分為高電壓型和低電壓型兩種類(lèi)型。高壓型核電池利用發(fā)射源發(fā)射的帶點(diǎn)粒子產(chǎn)生的電勢(shì)差產(chǎn)生電流，雖然這種核電池的電壓可以高達(dá)150千伏，但電流最大只有10A。因此，低電壓型核電池使用的更為廣泛，比如溫差式核電池。

溫差核電池也被叫做“放射性同位素溫差發(fā)電器”，它是同位素放射出的載能粒子直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，是由一些性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料制成，將這些材料串聯(lián)起來(lái)組成，再加上一個(gè)合適的熱源和換能器，在熱源和換能器之間形成溫差才可發(fā)電。

溫差發(fā)電的原理是熱電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，該效應(yīng)于1821年由德國(guó)科學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)，因此也被稱(chēng)為塞貝克效應(yīng)——由兩種材料組成的回路，當(dāng)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生電流。


那熱電轉(zhuǎn)換效應(yīng)的原因還在呢？

熱端金屬中的自由電子的平均動(dòng)能是高于冷端的，因此，相對(duì)于冷端的自由電子流向熱端的速度，熱端的自由電子會(huì)以更高的速度流向冷端，從而產(chǎn)生從熱端流向冷端的凈電子流，導(dǎo)致冷端的電子積累，進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，阻礙電子進(jìn)一步積累，并最終達(dá)到平衡狀態(tài)。

核電池的核心是換能器。

目前常用的換能器叫靜態(tài)熱電換能器，利用在不同的金屬中產(chǎn)生電位差，從而發(fā)電。在外形上，核電池雖有多種形狀，但最外面部分大都由合金制成，起保護(hù)電池和散熱的作用；次外層是輻射屏蔽層，防止輻射線泄漏出來(lái)；第三層是換能器，在這里熱能被轉(zhuǎn)換成電能；最后是電池的心臟部分，放射性同位素原子在這里不斷地發(fā)生蛻變并放出熱量。

大型的核電池，主要用于軍事、工業(yè)、深海設(shè)施和航天。在軍事上，核電池已經(jīng)為一些裝備提供能源，比如海下聲納、水下監(jiān)聽(tīng)器的電源。在航天領(lǐng)域，陽(yáng)光太弱、宇宙射線過(guò)強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)電池失效，只有核電池能長(zhǎng)期可靠的工作。在工業(yè)上，核電池可以在終年積雪的高山、遙遠(yuǎn)荒涼的孤島、荒無(wú)人煙的沙漠等地區(qū)使用。在深海設(shè)施方面，如各種海下科學(xué)儀器與海底油井閥門(mén)的開(kāi)關(guān)和海底電纜中繼器等，核電池不僅能耐5-6km深海的高壓，安全可靠地工作，而且可以幾十年不跟換。

如果解決了安全、能源轉(zhuǎn)換效率和成本方面的問(wèn)題，那核電池微型化將不再是夢(mèng)想，就一個(gè)微型核電池所需要氚的量來(lái)說(shuō)，因在海水中儲(chǔ)量巨大以及是核反應(yīng)堆的副產(chǎn)品，在技術(shù)成熟后其成本將會(huì)非常低，而當(dāng)微型核電池技術(shù)成熟時(shí)，從充滿科幻色彩的單兵動(dòng)力盔甲，到日常生活中飽受電池續(xù)航力差困擾的手機(jī)，都將獲得充足的能源。