美國能源部為NASA 重啟核電池生產

2020-11-29 驅動之家

美國能源部將在2019年生產新的以鈽-238為燃料的核電池以供NASA深空探測任務使用，但產量將會增幅緩慢，而且NASA還沒有明確未來小型深空探測項目是否會使用到鈽-238。

8月25日美國能源部的官員向NASA外行星評估小組OPAG透露：2016年年初，位于田納西州的能源部橡樹嶺國家實驗室將重啟停產27年的同位素生產，為未來宇航局的深空探測計劃提供核電池，其中明年初生產的第一批同位素將是測試性質的樣品。在太陽系木星軌道以遠的地方，探測器因距離太陽遙遠而無法使用太陽能電池板，只有依靠核電池RTG。NASA使用太陽能電池板的朱諾號將在2016年8月進入環木星軌道，這已是深空探測器使用太陽能作為能源的最遠軌道。

如果樣品測試合格，橡樹嶺國家實驗室將在2019年啟動更大批次約400克同位素的生產。這一產量還不到2012年國會批准能源部提供給宇航局全年產量的三分之一，但能源部官員介紹說他們會在資金到位後加速到每年生產1.5千克，按照目前的預算測算，美國能源部將在2020年代中期達到這一年產量。從2012年到2015年，美國宇航局在能源部的鈽處理基礎設施上花費了1.65億美元，生產設備與人員開支上則花費了5150萬美元。

鈽-238核電池也被稱為放射性同位素電源，這種核電池通過熱電偶裝置把放射性同位素鈽-238衰變產生的熱能直接轉換為電能來提供給深空探測器的各項儀器設備使用，它已被應用在新視野號，卡西尼號與好奇號火星車上。以好奇號火星車所用的MMRTG為例，它需要4.8千克的鈽-238來輸出110W功率的電力。

目前美國為航天任務存有35千克的鈽-238原料，但只有17千克符合能源部為深空探測器生產核電池的要求。美國宇航局下一代火星車將在2020年發射，這輛火星車將使用4千克的鈽-238。在那之後，美國能源部可能還要再生產三個MMRTG核電池，這可能會使用到一些低於生產要求的鈽-238原料，但它只會減少探測器的使用壽命，不會影響完成探測任務。不過到2019年，美國庫存的鈽-238原料可能會有所增加。

美國宇航局行星科學部主任吉姆·格林透露了一些可能在2020年後會使用到核電池的深空探測計劃：在NASA中等規模的太陽系探測「新疆界計劃」裡，第四個實施的項目將在2016年展開角逐，最後獲勝的項目可能會使用到這批核電池；此外，美國宇航局還希望能夠為2020年代末至2030年代初實施的天王星與海王星的探測計劃預留核電池。而NASA小型規模的太陽系探測「發現計劃」明年將進行第13個實施項目的抉擇，預計2021年發射，不會使用核電池；之後的第14個項目是否會使用核電池，格林僅表示宇航局會考慮。

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  • 美能源部恢復鈽-238生產 核電池應用領域拓寬
    中國證券網訊 鈽-238是深空探測器核動力裝置的首選燃料，目前美國宇航局鈽-238已經非常匱乏，供應所剩無幾，美國能源部已經著手解決這個問題。最近幾十年的這種同位素都依賴從俄羅斯購買。鈽-238的生產已經恢復。
  • 核能的微型利用:好奇號上核電池能持續供電14年
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  • 美國太空「核復興」開端：NASA的火星車，首次由美國製造的鈽供能
    相反，它們被動地收集鈽-238衰變產生的自然熱量，並將其轉化為電能。它們可以可靠地為太空飛行器提供數十年的能量和熱量——上世紀70年代末發射的兩枚以鈽為動力的&34;探測器至今仍在星際空間進行傳輸，並且已經成為美國國家航空航天局(NASA) 20多項深空任務的首選動力源。
  • 手機啥時候能用上核電池啊?
    ——即使核電池由於封裝或者屏蔽其放射性，這依然是一個放射源。我們以水果6為例，其電池3.82V、1810mAh，假設使用24小時充一次電來算，大約是0.29W的平均功耗。對於放射性物質，通常用活度來比較其放射性，老單位是居裡，1居裡=3.7×1010貝可，放射性核素每秒有一個原子發生衰變時，其放射性活度即為1貝可。
  • 核電池發展歷程_核電池發展趨勢
    放射性同位素電池採用的放射性同位素來主要有鍶-90（Sr-90，半衰期為28年）、鈽-238（Pu-238，半衰期 89.6年）、釙-210（Po-210半衰期為138.4天）等長半衰期的同位素。將它製成圓柱形電池。燃料放在電池中心，周圍用熱電元件包覆，放射性同位素髮射高能量的α射線，在熱電元件中將熱量轉化成電流。 　　放射性同位素電池的核心是換能器。
  • 手機為什麼不用核電池_核電池的優點是什麼
    核電池原理 　　核電池又叫「放射性同位素電池」，它是通過半導體換能器將同位素在衰變過程中不斷地放出具有熱能的射線的熱能轉變為電能而製造而成。核電池正是利用放射性物質衰變會釋放出能量的原理所製成的，此前已經有核電池應用於軍事或者航空航天領域，但是體積往往很大。 過去在電池的研發過程中面臨的重大難關之一，就是為了提高性能，電池大小往往比產品本身還大。由美國密蘇裡大學計算機工程系教授權載完（音）率領的研究組成功為「核電池」瘦身，研發出的「核電池」體積小但電力強。
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    1945年8月9日上午11：02分，美軍把一個代號為「胖子」的原子彈投到了日本長崎。「胖子」的「心臟」部分是由鈽製成的。有趣的是，這種比「魔鬼」還可怕的放射性元素製造的核電池也能為人類遨遊太空和身體治療提供幫助。
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  • 柯銳世入選美國能源部公私合作項目
    柯銳世入選美國能源部 (DOE) 的一項公私合作項目，同時參與該項目的還有國家可再生能源實驗室 (NREL)。該項目旨在解決先進電池材料和電池生產中鋰離子製造效率的挑戰。此外，項目還將致力於降低生產成本，提高電極性能，促進高度電動化汽車在全美的採用。
  • 核電池是什麼_核電池工作原理
    核電池是什麼 　　核電池又叫「放射性同位素電池」，它是通過半導體換能器將同位素在衰變過程中不斷地放出具有熱能的射線的熱能轉變為電能而製造而成。核電池正是利用放射性物質衰變會釋放出能量的原理所製成的，此前已經有核電池應用於軍事或者航空航天領域，但是體積往往很大。 　　過去在電池的研發過程中面臨的重大難關之一，就是為了提高性能，電池大小往往比產品本身還大。由美國密蘇裡大學計算機工程系教授權載完（音）率領的研究組成功為「核電池」瘦身，研發出的「核電池」體積小但電力強。
  • 美國時隔27年再造鈽-238:已有50克 將用於太空飛行器
    據參考消息12月25日報導，美國《大眾科學》月刊網站12月24日稱，美國近30年來首次製造出鈽-238。 鈽-238是「好奇號」火星車的燃料，它把「新視野」號探測器帶到了冥王星及更遠的地方，而且在「旅行者」號發射升空38年後仍在為其對太空深處的探索提供動力。鈽-238是需求量非常大但極其短缺的燃料。
  • NASA核電池技術取得重大突破 有望明年投入使用
    當太陽無法提供免費午餐的時候，太空飛行器們就只能自帶「盒飯」，而核電池正是一份性能優異的「盒飯」。首先必須先說明一點，我們現在說的這個核電池裡，即沒有發生裂變反應，也沒有發生聚變反應，唯一有的只是衰變反應。放射性元素在進行衰變時會產生熱量，這個時候如果配以熱電材料，就能夠將這些熱能轉化為電力。
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    在美國聯邦政府下轄的眾多部門與機構當中，美國能源部在對科學、技術及創新的關注方面可謂一枝獨秀。很多人可能都對能源部旗下極具突破性的實驗室、世界一流的研究機構以及擁有頂尖學術成果的傳奇員工們有所耳聞。自第二次世界大戰以來，美國能源部一直挺立在科學與技術領域的一切開創性與變革性努力的最前沿。
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