鉅大LARGE | 點擊量：756次 | 2021年11月02日
把核電池放在身后取暖安全嗎？
在最近熱映的技術(shù)流硬科幻《火星救援》中，各種黑科技讓觀眾興奮不已。
火星在黎明前，溫度可低至零下八十度，為了不被凍死，馬特達蒙機智地從沙塵中挖出了核電池取暖（也就是被他纏上一圈金屬紙的玩意兒），邊纏邊說假如電池損壞那就“nohuman”了。
取出后，馬特達蒙把核電池放在了他的座椅后，這著實讓觀眾捏了一把汗。把放射性物質(zhì)，放在離自己這么近的距離內(nèi)，真的安全嗎？影片里的核電池，究竟是什么鬼？
嚴格來說，核電池叫放射性同位素熱電機（（RadioisotopeThermoelectricGenerator，縮寫RTG），利用放射性衰變的熱量進行溫差發(fā)電，通常使用的同位素就是钚238。所以同位素的放射性真的不會對人類造成傷害嗎？
由于火星表面晝夜溫差極大、一般化學電池無法工作，太陽能電池又無法用于深空，放射性同位素熱電機可謂是深空探測中理想的能源。使用钚238作為核電池發(fā)熱材料的重要優(yōu)勢在于，處于鈾系衰變系當中的钚238衰變出現(xiàn)的各種子體幾乎沒有伽瑪射線，輻射防護非常簡單和輕量化；半衰期也比較合適（88年）可以在相當長的時間供應(yīng)穩(wěn)定的功率，足以滿足二十年甚至更久的深空任務(wù)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在超過四十年的時間里，NASA已經(jīng)安全的使用放射性熱電發(fā)電機（RTG）為二十多個太空任務(wù)供應(yīng)電力來源。
取暖是否可行？
首先說，用Pu取暖完全沒有問題。影片中的裝置叫做放射性同位素熱電發(fā)生器（RTG），能夠把Pu-238放射性衰變釋放的熱量轉(zhuǎn)化成電力。在現(xiàn)實中，超過四十年的時間里，NASA已經(jīng)安全的使用放射性熱電發(fā)電機（RTG）為二十多個太空任務(wù)供應(yīng)電力來源。其中包括阿波羅登月任務(wù)、好奇號火星車和未來2020火星任務(wù)的火星車中將使用下一代升級版的發(fā)電機。
RTGs是一種太空電池，它利用钚-238放射性衰變過程中釋放的熱量發(fā)電。好奇號上RTG出現(xiàn)大約110瓦甚至更少的的功率，差不多比燈泡的平均功率高一些。
RTG，放射性同位素熱電機，利用放射性衰變熱量進行溫差發(fā)電
那么，熱功率是否足夠大呢？钚-238的半衰期僅為88年，這意味著它的放射性衰減之快可以讓它非常熾熱，能夠使Pu-238燒的通紅，如下圖所示。好奇號的RTG大概出現(xiàn)2000瓦的熱量，設(shè)計使用壽命為14年，取暖夠用了吧。
是否會對人體出現(xiàn)危害？
Pu-238重要是阿爾法衰變，RTG重要是放出α射線，只能在空氣中穿透幾英尺，空氣中移動幾厘米就over了，基本是一張紙或者健康的皮膚就擋住了，這點放射性跟火星上的本底相比，微乎其微，我觀察到他在同位素放射物質(zhì)外纏了一圈金屬紙，吸收掉了大部分α射線，更何況馬特達蒙還穿著那么厚的宇航服。
放射性不用考慮了，另一方面，Pu是有劇毒的，只有當它非破碎成非常細小的粒子或蒸發(fā)，并被人體吸入或攝入的時候才可能對人體健康造成影響，這才是可怕的。
在《火星救援》中，乘組為了以防火星上升飛行器的钚基RTG電池泄露而將它掩埋在遠離居住艙的地方）。就像電影中相同，為防止任何泄露事故，钚-238放置在多層先進的材料保護中，確保即時在嚴重的事故中也不會發(fā)生泄露。出現(xiàn)出的同位素是以陶瓷形式存在，且不溶于液體，所以不可能被誤吸和誤吞。
所以在火星上用Pu取暖很安全、很好用。
