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近日,”好奇号“软件更新已经完成,火星探察工作已经准备就绪。有人好奇火星”好奇号“核电池的寿命有多长?请看以下核电池结构示意图:
图中红色圆柱体是通用核燃料(热源),”好奇号“用的是放射性元素钚238(5公斤),核电池整体重45公斤,发电功率是110瓦。大家知道,放射性元素在放射性衰减(Decay)过程中,会产生大量的热量,致使其本身温度上升,温度可达600摄氏度,会发出暗红的光泽。
我们可以设想,在火星寒冷的黑夜里,”好奇号“依靠这个红色”火炉“来取暖,温暖身躯(以便探测仪器继续工作)。大家知道,炉火总归要熄灭,不再发光,不再发热。但是,”好奇号“取暖时间能够有多呢?根据何在?
实际上,钚238的半衰期为87.7年,由此我们可以推算出,钚238核电池每年的输出功率只降低0.787%,经过25年才降低16.6%(还保持83.4%的原有功率)。但是,在25年之后,”好奇号“早就该退休了。由此可见,核电池的寿命是很长的,保险够用许多年!
为什么人们对”好奇号“火星车给予很大的希望?就是因为”好奇号“火星车可以十台探测仪器齐上阵,兵强马壮,粮草不愁,有这个钚核电池做后盾。”好奇号“确实很厉害,能够探明火星地表下10米深处的水资源的踪影。由此看来,这次”好奇号“的使命是挖地三尺,刨根究底,不达目的,誓不罢休!
我们要注意的是,与放射性元素钚238的发热面接触的“热电偶”材料必须耐高料,比如,采用硅(Sillicon,即金刚砂),以免被融化,而致冷的一面可用稀有元素锗(Germanium)。据说,明年我国的“常娥奔月”计划(登月)也要使用核电池(功率只有数百毫瓦),以便保持通讯不间断,主要还是使用阳光电池。关于”数理化,天地生“这个”经“,看起来,我还得不断念下去。
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