大家好！今天让小编来大家介绍下关于为什么核电池功率很低？核电池原理是什么的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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为什么核电池功率很低
由于核电池是靠热电效应来发电，受限于热能转换材料的性能，只有10%-20%的热能会被利用，其余的能量都会被浪费掉无法转换，如此低的能量转换效率也是核电池无法普及的原因之一。
核电池原理是什么
核电池，又叫同位素电池，也叫原子电池，，它是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子，并将其能量转换为电能的装置，也被叫做“放射性同位素温差发电机”。核电池使用寿命长，不需要充电，可以说是电池的终结形式。
二、核电池工作原理
1、不同于核弹的裂变原理，核电池用的是衰变原理。
以目前最常用的是钚-238，它在衰变过程中会产生一个α粒子，α粒子受阻减慢时，就会放出热量，根据测算，钚-238在衰变过程的功率密度为0.41w/g，半衰期高达87.7年。
核衰变过程中，产生α粒子和热量
2、能量转换
放射性同位素衰变过程产生的热量要变成电能，还需要一个转换过程，所用的能量转换材料为热电材料, 它也是核电池的重要部件，其功能是将放射性同位素衰变时产生的热能转变为电能，；
3 热电原理
温差热电转换部分是由一些性能优异的半导体材料组成，把这些材料串联起来, P型半导体元件和N 型半导体元件就作为电池的两极。它与周围介质之间的温差通过半导体温差热电元件转变为电势差, 源源不断地发出电来。由于这个现象是德国物理学家塞贝尔发现的，产生的电动势称为温差电动势或者塞贝克电动势。
3、将上述放射性同位素和温差电堆组合在一起，就形成了核电池，放射性同位素提供热源；温差电堆，利用热电效应，把同位素产生的热量转换为电能。
一节核电池比战斗机还贵，真能用1万年吗60年前已在汽车试验
太空探测器是人类揭开宇宙神秘面纱最有效的工具，探测器上会携带很多精密仪器，对探测对象开展科学研究，那你是否思考过，这些仪器到底是如何工作的？
对于地球上的精密仪器而言，必须通电才能够工作，同样，就算是这些精密仪器被搬到太空，依然离不开电能。
最早，航天的太空探测器都是采用太阳能提供能量，免费还相对好用的东西不用白不用。
不过，免费的东西还是有弊端，一旦探测器进入星球的背面，就彻底没有了能源，整个设备不仅无法工作，而且太空低达-270 的温度，低温状态下，这些仪器会损坏。
纵观世界范围内，能在太空中利用的能源中，目前只有核电池是寿命最长，稳定性最好的。
小发电站
其实，核电池用到探测器上已经不是什么新闻了，早在几十年前，美俄冷战时期就有大量航天器使用核电池。
其实，核电池并不是严格意义上的电池，它的全称是放射性同位素热电发生器，简称RTG。
核电池的原理并不难，跟核发电站有异曲同工之妙，它利用了放射性元素衰变过程中产生的热能，热能推动发电设备工作，产生电能，
航天器上采用的核电池一般是放射性元素钚-238。
钚的威力比铀还要大，钚和铀都是原子弹的材料，当年，美国在日本广岛用的是铀原子弹，在长崎用的是钚原子弹。
不过核电池用的钚和原子弹不同，原子弹的钚是钚-239（239Pu），而大部分RTG则使用钚的另一种同位素钚-238（238Pu），它比前者的原子核中少一个中子。
少了这颗中子非常重要，钚-238不会爆炸。
顺便说一句，1940年末，美国科学家麦克米伦用60英寸回旋加速器加速的氘核，在轰击铀时发现钚238，次年发现了钚-239，四年过后，就用钚-239就毁灭了长崎市。
真正将钚-238用到太空探测器是在美阿波罗计划。
钚-238衰变
一般来说，放射性元素衰变包括 阿尔法衰变、贝塔衰变和伽马衰变，不过，衰变没有聚变那么厉害。
钚-238衰变过程中，仅会释放一个氦-4原子核（α粒子），当然这一过程属于α衰变。
每克钚-238在衰变的过程中，自发产生的热量可以产生0.568W的电能。
核电池有多贵
由于钚-238是在高速器中人工合成的，这个合成的过程，成本极高，就目前来看，美俄有能力大规模生产。
所以，核电池的热电转换效率非常重要，比如美好奇号毅力号核电池效率达到6.3%，在核电池领域算是效率很高的，如果转换率低化，意味着需要更多钚-238，成本会更高。
那一个核电池组件究竟有多贵呢？
美毅力号探测器
美国当地时间2月18日下午，美国毅力号火星探测器成功登陆火星，成为美国第五个成功登陆火星的探测器，毅力号此行有一个重要目的，采集火星样本，试图找到有生命存在的证据。
美国火星探测器毅力号，毅力号中有一个火星漫游车，重量达到1.03吨，长度接近3米，整个尺寸与小 汽车 差不多，它采用了RTG核电池，整个电池用了4.8公斤钚氧化物，总重量达到了45公斤，功率仅为110W，设计寿命14年，造价达到了7000万美元。
毅力号漫游车（圆圈为核电池）
一个核电池的价格比俄罗斯最贵战机米格35还要贵，确实是太贵了。
天问一号没有核电池晚上怎么办？
上一节说的美国毅力号是在今年7月30日发射，而我国的天问一号是在7月23日发射的，它们共同的目的都是火星。
那么问题来了，美毅力号漫游车可是携带了核电池，我国天问一号仅携带了太阳能电池板，而火星表面，晚上温度为零下70度，天问一号保温成了一个比较大的问题，它晚上该如何过夜呢？
我国航天人另辟蹊径，采用了相变保温系统，以正十一烷为工质，白天温度高时，正十一烷吸热变成液态存储能量，到晚上，正十一烷由液体凝固为固体释放热量，给机器设备保温。
正十一烷相变保温系统的集热窗，位于火星车背部
不过，按照探测器发展规律来看，我国探测器还是循序渐进，毕竟航天大国美国，也是慢慢才引进核电池。
核电池寿命
放射性元素寿命到底有多大，真的像有些人所说的无限寿命吗？
目前而言，就航天器上的核电池来看，别说无限寿命了，能够达到100年就不错了。
核电池的寿命是由其放射元素决定，一般太空探测区都采用钚-238，而钚-238的半衰期是87.7年，当87.7年过后，核电池中钚-238一半数量衰变成钚-234，这也就意味着发电的钚-238减少了一半，能量同样也会减半。
也就是说，核电池的使用寿命是87.7年，这个时间用在太空探测器刚刚好，执行任务的时间足够了。
航天技术可否民用
经常看到新闻报道，很多高精尖的航天技术，转移到民用方面。
毅力号火星漫游车，长有3米，重量达到1.03吨，与现在路上跑的 汽车 尺寸和重量差不多，如果将这个技术民用，基本达到永动机级别了，不需要充电和加油，可行吗？
先来看下，1957年美国福特公司曾经做过第一款核动力 汽车 ，当时就做了一个外壳，拍了概念照片，一直没落地。
距离福特公司的核电池概念 汽车 已经过去60多年了，那现在技术是不是更进一步？我们来进行一个简单的推理。
驱动一台 汽车 正常运行约需要50Kw以上，这个功率是毅力号电池450倍，仅电池重量就要2160公斤，造价更是达到315亿美元，这还是抛开辐射问题的情况。
因此，就目前来看，核动力电池依然是不可行的。
写在最后
考虑到核电池的种种因素，航天技术要用到民用上，还有很长时间的路要走。
“核电池”要来了寿命高达90年还不用充电,是噱头还是事实
关于核电池的使用寿命可以达到90年这一说法，很多网友认为这都是不切实际的。但是这种电池在现实中是真实有的。
核电池是一种放射性同位素温差电池，而核电站是通过裂变原理产生热能再使发动机转动，整个过程能量的转化表现为核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能。相比之下，核电池只是放射性同位素衰变时产生的热能直接转化成电能就可以直接使用。
根据目前资料来看，这种电池是存在的。在很多年前，美国发射的火星探测器在火星上实验的时候就有使用过该电池。通过使用这种电池使太阳能电池板能够不受火星沙土的影响从而提供足够的电量。
核电池的应用：
海事应用：
大海的深处，也是放射性同位素电池的用武之地。在深海里，太阳能电池根本派不上用场，燃料电池和其他化学电池的使用寿命又太短，所以只得派核电池去了。
例如，已用它作海底潜艇导航信标，能保证航标每隔几秒钟闪光一次，几十年内可以不换电池。人们还将核电池用作水下监听器的电源，用来监听敌方潜水艇的活动。
医学应用：
在医学上，放射性同位素电池已用于心脏起搏器和人工心脏。它们的能源要求精细可靠，以便能放入患者胸腔内长期使用。以前在无法解决能源问题时，人们只能把能源放在体外，但连结体外到体内的管线却成了重要的感染渠道，很是使人头疼。
眼下植入人体内的微型核电池以钽铂合金作外壳，内装150毫克钚238，整个电池只有 160克重，体积仅 18立方厘米。它可以连续使用10年以上。
以上就是小编对于为什么核电池功率很低？核电池原理是什么问题和相关问题的解答了，为什么核电池功率很低？核电池原理是什么的问题希望对你有用！
