好奇號採用的核電池會造成環境污染嗎？

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好奇號火星車再過幾天就要登陸火星了。聽說好奇號不像之前的勇氣號和機遇號那樣使用太陽能電池，而是採用了更可靠的核電池。聯想到之前日本核事故，有點擔心一個稍微有點烏鴉嘴的問題：萬一好奇號著陸的時候沒成功，摔在火星表面上了，它攜帶的核電池會對火星環境造成污染嗎？

這個問題我們研究過很長一段時間，甚至註冊了專門的公司來開展科研和運作。
首先核電池的定義，廣泛的定義是一切以同位素的衰變所釋放出的能量為能量來源然後通過某種轉換方式將其轉換成電能的微型供電裝置都可以稱之為核電池。同位素多選擇Pm147，Pu238，Si90等，同位素的選擇主要根據用電器的使用環境和使用壽命為標準，目前國內不超過4個地方在做這方面的研究，分別是中國原子能科學院，天津18所，廈門大學，我們公司（怕被人肉，就不點名了），同位素電池目前國內轉化效率不高過5%，這也是同位素電池暫時不可能商用的主要原因，還有一個原因就是同位素價格太昂貴，試驗性質的同位素源自己開堆生產太不划算，主要依賴從俄羅斯進口，而俄羅斯這個鬼地方，同位素差不多被美國佬買光了（不買光不行啊，朝鮮三胖很有想法），所以價格非常高。
再說說大家普遍期望的將同位素電池用在手機、汽車上。我只能說，這個想法太天真了，首先，目前國內製作的最高效率的，不計代價的核電池，你知道功率怎麼計算的么？瓦級，代價百萬人民幣，體積大約一個保溫杯大小，手機也是瓦級，但是你會花百萬搞個電池只用來每天不用給手機充電？再說電動汽車，千瓦級（1升汽油發動機一般是30-40千瓦好像）的先不說能不能做出來，只說體積（我不會告訴你電池體積會和車輛一樣大），光散熱就做不到好不好，所以，現在主流的科研方向（其實就是我們公司自己的科研方向）不再是熱電轉換方向，而是用熱直接做工，也就是熱能和機械能的轉換，這個效率要高得多，也更有實用價值。
另外告訴大家，其實同位素電池之所以比較廣泛的應用在航天器上，主要原因除了長壽命、穩定、可以不計代價以外，很重要的一個因素是因為同位素電池可以產生大量的熱，這個熱可以保護航天器上的電氣設備工作在合適的溫度範圍之內，我個人認為這才是航天器用同位素電池的最主要原因。
關於污染，這個是肯定會有的，區別只是計量的多少α和β射線的同位素輻射較弱（比較好屏蔽）γ射線的就沒那麼容易了，但是你以為核污染只有射線污染么？你知道Pu238是有毒的么，你知道一克Pu238能毒死多少人么？百萬級的人口好不好，那玩意叫極毒好不好，要獲得存儲使用Pu238的使用證，市一級的公共安全部門都沒有資格批好不好，要獲得轉移的資格，需要解放軍叔叔押運好不好，武警都沒有資格的好不好，如果自己沒資格存儲，每年還要交一筆不菲的存儲費給人家，若干年後衰變完了你以為就沒事了嗎？還要支付一筆處理費好不好·~~~~這麼多錢，我要死了~~~
最後我想說，天津18所的一個美女同行告訴我的，這條路很寂寞，可能一輩子的時間，都只有你一個人在做這個領域，所以各位同行，安好！
歡迎同行拍磚！！

其實這個核電池就是我們常說的同位素電池，利用放射性物質衰變產生的熱量，經熱電偶等熱電感應材料產生電能。
放射性物質的衰變熱就如同充電器，一直將核電池維持在浮充狀態。由於選取的放射性物質半衰期極長（鈈238曾是大多數時候的第一選擇），這種核電池的工作時間很長，而且性能穩定。早在阿波羅11號飛船登月上，這種核能利用就已經實現了。後來在木星或火星的探測衛星或探測車上，這種核電池更是得到了廣泛應用。
航天領域對核能的應用遠不止這些，在去年九月份的時候，NASA發布了一種手提箱大小迷你核電站的設計概念，這種核電應用更類似於地球上業已存在的鈉冷快堆核電站，利用核裂變產生的能量，金屬冷卻，為在月球、火星等遙遠星球上殖民或執行無人任務時提供電能。http://tech.sina.com.cn/d/2011-09-01/07416008729.shtml

可見，由於核應用的穩定和高效性，在航天領域，核電池或還未成形的迷你核電站都比太陽能電池更能適應未來太空的探索。由於大多數區域的宇宙射線很強，加之這種應用於太空的核電池或核電站的核裝量非常小，幾乎不會對太空造成多少核威脅。

但是，人類在航空領域應用核能的歷史中，將這些核電池或太陽能電池遺落在地球的情況倒是時有發生。上世紀末，NASA發射卡西尼土星探測器時，就曾有數百示威者抗議，探測器上的核電池一旦發生意外，墜落人間，將造成核污染。上面提到，核電池裡的放射性物質的半衰期很長，一旦發生污染，將在很長的時間內對污染區域產生輻射威脅，在自然作用下，很難消除其帶來的危害。所以人們的恐慌也可以理解，誰也不願意核物質成天在頭頂上飛。

與之類似的是上世紀60年代到70年代，在洲際導彈出現之前，美國空軍為了保持其核威懾，設計了核動力飛機，攜帶核彈頭在北極長期巡遊。這種小型反應堆型以MSR釷基熔鹽堆，在名噪一時的凱迪拉克核動力汽車上也曾露過臉。後來由於人們對核泄漏的擔憂以及洲際導彈的出現，這種設計優雅的堆型轉為民用。

現在，NASA努力將核電池或迷你核電站設計的更安全，這也與民用核領域的潮流趨勢一致。在保障安全的前提下，人們對核能的應用不會停止。手機核電池也不僅僅停留在夢中啊。

核電池可分為高電壓型和低電壓型兩種類型。高電壓型核電池以含有 β射線源（鍶-90或氚）的物質製成發射極，周圍用塗有薄碳層的鎳製成收集電極，中間是真空或固體介質。以氚為放射源的試驗電池,直徑為9.5毫米，長度為13.5毫米，電壓500伏時電流為160皮安，12年衰降50％（若用鍶-90,25年衰降50％）。
低電壓型核電池又分為溫差電堆型、氣體電離型和熒光－光電型三種結構。溫差電堆型的原理同以放射性同位素為熱源的溫差發電器相同，故又稱同位素溫差發電器。氣體電離型核電池是利用放射源使兩種不同逸出功的電極材料間的氣體電離，再由兩極收集載流子而獲得電能。這種電池有較高的功率。熒光－光電型核電池是以放射性同位素與熒光物質相作用而發光，再通過適宜的光電池變成電能。以50毫克磷加5毫克鉕-147,採用弱光響應的硅光電池製成的樣品電池，可在1伏電壓下獲得20×10-6安電流，在2.6年的半衰期後，電流衰減50％，電壓衰減5％。