三、核電池與核電站有什么區別

區別一：

核電站的反應堆，里面主要進行的是裂變反應，也就是在一個中子的轟擊下，鈾235分裂成兩個中等大小的原子核，并放出兩到三個中子。

而核電池主要使用钚238，通過钚238的自身衰變，放出阿爾法粒子并產生熱量。這熱量被用來發電。

圖為钚238

钚是第94號元素，它是自然界中天然存在的質量最重的元素，比鈾還要重。其穩定的同位素是钚244，半衰期大約是八千萬年。

而钚238的半衰期為87.74年，衰變時釋放阿爾法粒子，同時放出大量熱，這使得即使它的量很少，钚238在某些條件下也能自燃。

钚能自燃，這使它看起來就像一塊還在發光的余燼。

1千克钚238的熱功率相當于一個570瓦功率的電爐，且持續時間以數十年計，從不間斷。

好奇號上采用的核電池，也是利用钚-238，在任務初期可以在任何狀況下穩定地提供大約125瓦的功率輸出，而14年后功率還可以保持在100瓦左右。

區別二：

核電站中裂變產生的熱，是通過冷卻劑循環把熱量帶出來，接著冷卻劑加熱第二回路的水，產生高溫蒸氣沖擊汽輪機并發電。而核電池是采用熱電效應來發電。

我們先來演示一下熱電效應：

上圖中的兩個杯子，左面的裝著冷水，右邊的一會兒加入熱水。

把熱水倒入右邊的杯子中

電風扇開始轉動了

金屬中都有自由電子，而自由電子具有的能量和速度各不同，什么因素能決定電子的能量和速度？熱是一個重要的因素之一，當金屬導體的兩端有溫度差異時，電子更容易從熱的那一端擴散到冷的那一端，形成電壓，這就是熱電效應。

熱電效應示意圖

圖為“卡西尼－惠更斯號”上的核電池，1997年10月升空的“卡西尼－惠更斯號”，攜帶有3塊核電池，核電池燃料為钚238，它被制成二氧化钚的陶瓷壓塊，1997年時可提供880瓦的功率，十多年后，也就是2010年，“卡西尼－惠更斯號”上的核電池還能提供670瓦的功率。

圖為宇航員艾倫˙賓從阿波羅12號上取出的核電池的畫面。

核電池熱電轉化率不是很高，然而，核電池也不光只可以用來發電，尤其是在月球上，長達半個月的黑夜，其溫度可達零下兩百多攝氏度。而核電池提供的熱能可以使航天器上的某些敏感部件經受住低溫的考驗。