原子电池是怎样发电的

1959年1月16日，美国总统办公桌上出现一种新式电池——原子电池，它重1.8千克，在280天内可以发出11.6度电。如果改用同样效率的化学电池，其重量要达到37.15千克，是原子电池的300倍。因此，原子电池一问世就受到人们的欢迎，并立即获得了迅速发展。

原子电池是一类利用放射性元素的原子，在发出射线过程中放出的热能，通过交换器使它变成电能的装置。原子电池的外形可以多种多样，但是基本结构大体如此：最外部分由合金制成，起保护电池和散热作用；次外层是辐射屏蔽层，防止辐射线迸射出来危害人体和污染环境；第三层是换能器，在这里热能被转换成电能；最后是最中央部分，装有放射性元素，通常放置钚-238、锶-70、钴-60等，它们的原子不断地在发生蜕变放出热量。

原子电池的核心是换能器，目前有两种热电换能器：一种叫静态热电换能器，它利用热电隅的原理在不同的金属中产生电位差，从而发电。这种换能器的优点是体积可以做得很小，使用起来很方便，例如1959年第一个原子电池就是用的这种换能器。但它的缺点是效率低，热利用率只有10〜20%，大部分热能被浪费掉。另一种是动态热电换能器，它的原理跟热涡轮发电机的原理一样，先将热能变为蒸汽，再推动涡轮发电，这种换能器效率较高，一般可达30〜40%，但体积必须很大，涡轮的转速也要求很快，容易损坏，所以当今的原子电池还很少应用这种换能器。

目前，原子电池已在各方面大显身手。首先是广泛用在宇宙航行事业上。1961年美国发射的人造卫星，它的电源就是原子电池。后来的阿波罗11号、17号登月飞船，曾把5个原子电池带上月球，为各种仪器供电。1973年和1975年“海盗”号火星探测器，也都由原子电池作电源，把探测到的情况发回地球。

其次，人们利用原子电池寿命长，能在恶劣条件下工作等优点，把它放到南极海底5千米高压下发电，用作海底潜艇导航信标，它能保证在航标上几秒钟内闪光一次，几十年如一日，不需要更换电池。

在医学上原子电池已用于心脏起搏器和人工心脏电池。这种微型原子电池以钽-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立方亳米，可安全地装到人体内，连续使用10年不必更换。

原子电池是物理和化学家们共同哺育的宠儿，它正在施展本领，为人类造福。