1959年美国研发了世界上第一块核电池,核能目前分核裂变和核聚变,哪个国家最有可能将核能技术普及到民用领域核能技术早就用在了民用领域,我国是最有可能将核能普及的国家,首先说一下核能电池,不管那个国家率先普及核能电池,我们的第一块核能电池诞生于1971年,手机电池能不能使用核能为了避免中子和γ射线对人体的危害。
哪个国家最有可能将核能技术普及到民用领域
核能技术早就用在了民用领域,比如我们最为熟知的核能发电,以我国为例,每一个沿海省份基本都有1--2座核电厂,不但为东部工业发展提供了电力保障,也为民用领域电量储备添砖加瓦。
如果单纯比较核能发电,那毫无疑问,我国是最有可能将核能普及的国家,因为纵观世界拥核国家中,大部分使用传统的风能、水能、太阳能发电即可保障国内电量,而我国人口基数大,工业发展比较旺盛,年用电量世界第一,传统发电略显吃力,所以核能发电在我国能够得到很好的利用。
当然,此问题所问的核能技术民用普及,绝对不是指核能发电这么简单,而更多是指核动力汽车、核动力机械、核能电池等传统大众领域,但这些领域的普及可能要让大家失望了,因为当前世界上还没有任何国家敢于将核动力产品量产,只有少量产品用在了军用、医用领域,其他大部分只存在于概念当中,原因只有一个:安全性实在得不到保障,很容易引发核泄漏事故。不过,我个人相信,核能完全普及民用只是时间问题,所以此问题仍然有探讨的价值。-核能电池
首先说一下核能电池,也称之为“放射性同位素电池”,当前世界上有成熟研发能力,且能用于实际的国家只有三个,美、苏、中。美国研发使用时间最早,1959年美国研发了世界上第一块核电池,并在1961年首次用在了卫星之上,随后核能电池发展极快,越来越多的卫星探测器都使用核能电池供电,这直接促使卫星能够得以远航。俄罗斯(苏联)的核能电池紧随其后,发射的第一颗核能电池卫星,是在1967年,不过其解体后,相关技术发展变慢。-核能电池
接下来便是我国,我们的第一块核能电池诞生于1971年,只比美国迟10年,但真正用于实际是2013年嫦娥三号探测器,目前技术还在追赶中。从以上时间节点看,核能电池普及民用,率先实现最可能的还是美国,毕竟其研发应用是最成熟的。-核能电池
不过,相应的,在核能电池使用过程中,发生过多次泄露事故,比如1964年美国运载火箭出现事故,卫星中使用的钚核电池爆炸,放射性物质几乎散落全球。1978年苏联卫星故障,带有放射性的卫星碎片落入加拿大境内,造成了地区核污染。国家领域的使用尚且事故频发,且无法得到有效控制,更何况将核电池用在普通领域。所以,不管那个国家率先普及核能电池,安全问题都将是最难克服的那一道关卡。-核能电池
再说一下核能汽车,核动力汽车其实已经有车企发明了,还不止一个,1957年福特就宣布研发了第一辆核动力汽车,采用的是元素铀。另外凯迪拉克2009也推出了核能汽车WTF,采用的是元素钍,虽然宣称一生不用加燃料,但目前车企的核能车,只能是存在于广告中的概念车,毕竟没有任何一个人敢于行驶一辆“移动核装置”上路,汽车高速移动,难免出现碰撞事故。不过,凡事皆有可能,而福特和凯迪拉克都是美国车企,如果未来核动力汽车量产普及,大概率也由美国先开始吧。-核能电池
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手机电池能不能使用核能
为了避免中子和γ射线对人体的危害,不能使用任何的裂变或聚变能,只能使用“衰变能”——核能的一种形式。
放射性同位素在自然衰变时,会放射出“高能粒子”(α、β、γ射线)。这些也是“核能”的一种。但由于γ射线的穿透力强,所以,只能挑选那种衰变时不释放γ射线的那种放射性同位素,而且它的半衰期不能太短,也不能太长。-核能电池
像碳-14同位素,它就是“纯β衰变核素”,只会释放出β射线,没有任何γ射线。由于β射线的“射程”很短,就会把能量“沉积”在很小的区域中,可以转换为“电能”。但它的半衰期太长了,达到5500年,所以“单位质量的功率”太小了。而且,没有什么手机能用上千年的,所以,大部分“核能”都浪费了。-核能电池
最近报道的俄国人发明的“镍-63核电池”,也是属于“纯β衰变核素”,但半衰期只有100年。它可以用在手机上,可以使用50年。但也有点太长了,没有什么手机会用50年的。
有一种放射性同位素——钷-147,半衰期为2.6年,比功率比碳-14和镍-63都高,也是纯β衰变核素。但只能使用1.3年。需要一年多换一次电池,有点短啊。
其它的合适的核素就几乎没有了。可以使用氚或氪-85,但都是气体核素,来源也困难。
最大的问题是,目前放射性同位素都太昂贵了,老百姓用不起。
核能发电能否实现小型化,以后小至电池,大到汽车都利用核能工作,全部替代化石燃料
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虽然知识有限,也简单说自己的看法。
首先说核能,核能目前分核裂变和核聚变。目前人类能够有效利用的是可控核裂变反应堆。而可控核聚变尚属于实验室研究范畴。目前还没有那个国家或机构能够将核聚变进行商业化应用。(电影钢铁侠中钢铁侠的父亲研究的就是可控核聚变的反应堆,而钢铁侠胸前的那个东西就是假想的未来的小型可控核聚变装置)。-核能电池
继续接着说,核裂变,首先是原料,裂变使用的铀矿全球储量大约是450多万吨,也仅仅够现有的核电站用不到100年。而如果技术上可以达到供汽车,电子产品使用的小型核电设备,原材料也没办法满足目前的供应。更不用说裂变材料泄漏产生的核辐射污染带来的灾难性的生态破坏和环境影响。而核聚变所需要的原材料可以说是取之不尽 用之不竭,但是目前全球各国的聚变反应堆都无法使聚变真正实现应用。-核能电池