《火星救援》中馬特達蒙把核電池放在身後取暖,安全嗎?

《火星救援》中馬特達蒙把核電池放在身後取暖，安全嗎？

「核電那些事」微信公眾號（hediannaxieshi）

2015-12-10 16:56 來源：澎湃新聞

【寫在前面】

在最近熱映的技術流硬科幻《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），邊纏邊說如果電池損壞那就「no human」了。

取出後，馬特達蒙把核電池放在了他的座椅後，這著實讓觀眾捏了一把汗。把放射性物質，放在離自己這麼近的距離內，真的安全嗎？影片裡的核電池，究竟是什麼鬼？

嚴格來說，核電池叫放射性同位素熱電機（（Radioisotope Thermoelectric Generator，縮寫RTG），利用放射性衰變的熱量進行溫差發電，通常使用的同位素就是鈽238。所以同位素的放射性真的不會對人類造成傷害嗎？

由於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於深空，放射性同位素熱電機可謂是深空探測中理想的能源。使用鈽238作為核電池發熱材料的主要優勢在於，處於鈾系衰變系當中的鈽238衰變產生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提供穩定的功率，足以滿足二十年甚至更久的深空任務。

在超過四十年的時間裡，NASA已經安全的使用放射性熱電發電機（RTG）為二十多個太空任務提供電力來源。

本文原載於「核電那些事」微信公眾號（hediannaxieshi）。「核電那些事」是由一群核電發燒友自發組織形成的行業自媒體，著力於可視化科普，希望實現重工業輕閱讀的閱讀體驗。澎湃新聞（www.thepaper.cn）經該公眾號授權轉載此文。

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生器（RTG），能夠把Pu-238放射性衰變釋放的熱量轉化成電力。在現實中，超過四十年的時間裡，NASA已經安全的使用放射性熱電發電機（RTG）為二十多個太空任務提供電力來源。其中包括阿波羅登月任務、好奇號火星車和未來2020火星任務的火星車中將使用下一代升級版的發電機。

RTGs是一種太空電池，它利用鈽-238放射性衰變過程中釋放的熱量發電。好奇號上RTG產生大約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電

那麼，熱功率是否足夠大呢？鈽-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大概產生2000瓦的熱量，設計使用壽命為14年，取暖夠用了吧。

是否會對人體產生危害？

Pu-238主要是阿爾法衰變，RTG主要是放出α射線，只能在空氣中穿透幾英尺，空氣中移動幾釐米就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麼厚的太空衣。

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，並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鈽基RTG電池洩露而將它掩埋在遠離居住艙的地方）。就像電影中一樣，為防止任何洩露事故，鈽-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生洩露。產生出的同位素是以陶瓷形式存在，且不溶於液體，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。

向雷德利·斯科特致敬

參考資料｜知乎、NASA

鳴謝｜地下工作者

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文藝

我是《火星救援》的譯者陳灼,關於這部小說和科幻相關問題,問我吧!

百科

我是清華大學核科學技術專業博士生,關於核電的安全問題,問我吧！

關鍵詞 >> 核電池,火星救援,馬特達蒙,NASA,放射性熱電發電機,太空電池,澎湃,澎湃新聞網

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