核电池动力之源

中核院士

核电池动力之源

　　普通电池之所以不能用，是因为根据身体的活动情况，一台心脏泵需要10到15瓦的电力。要在没有日光的地方长时间工作，而又要重量轻，运行可靠，这样的动力装置只有使用核燃料。

　　整个核动力心脏泵压系统中有一台发动机，它使泵开动运转。发动机有好几种类型，都是由产生热量的放射性同位素来驱动的。燃料是钚－238。

　　蒸汽发动机和斯特林发动机把它们接受到的不到一半的热，转变成泵的机械动力。余下的热，15到20瓦，连同由于机械损失所生的热，必须以某种方式从身体中排出去。传导到身体表面是行不通的。但是身体本来就具备十分精巧的排弃废热的固有系统，也就是循环系统。废热归入血流中去。然后通过毛细管带到身体表面。当然，病人的体温可能稍稍升高；但这总比没有心脏好。所以，在心泵动力供应中，最后的组件是一个内部热交换器，它把废热传送到血流中去。

　　心脏是强劲有力的器官。按照瓦特数衡量，它足以同一盏写字台荧光灯相比拟。从工程角度看，它简直是一台令人敬佩的了不起的发动机，要照它的样子机械地复制出来，需要很高的工艺技巧、发明天才和丰富的想象力。一个成年人的心脏，在正常坐定不动的情况下，泵压血液的功率约为5瓦。在睡着时，因为身体新陈代谢减弱了，可能下降到2瓦。一个运动员，在运动中达到最大输出功率时，可能需要从他的心脏提供15瓦动力。人体心脏的功率水平，能适应负荷的大幅度变动；它的效率是那么高，以致任何人造装备，都远远无法与之相匹敌。更为突出的是，心脏和血管系统能自动地调节到所需的功率，而不要等它的主人作出任何有意识的努力。这些属性的某些方面——不是全部——我们必须在人造心脏中加以模拟复制。

　　按理想情况要求，人造心脏的放射性同位素动力源，应当不使它的容受者受到任何辐射照射。实际上，这是不可能的。但是，所接受的辐射水平可以小到尽可能安全的程度，使它不致于抵销人造心脏使生命得到延长的效果。无疑地，这类机械在广泛应用过程中，还会生出新的更复杂的问题。例如，人们接近带有核动力人工心脏的人，是否也会受到小量辐射照射的问题。这在管理应用这类装置时，我们也必须考虑到。

　　我们还必须指出，钚－238现在还是相当稀少而昂贵的物质。因为钚－238的供应量有限，这种可能成功的核动力人造心脏，今天还不能拯救所有需要新心脏的数以千万计的病人。最新设计的钚动力人造心脏，需要大约30瓦热功率，这相当于60克钚－238。

中核院士

核电池和阿波罗飞船

　　1969年7月21日，人类第一次成功地登上月球，使用的是阿波罗11号飞船。在月球表面的“静海区”着陆之后，进行了一系列科学实验，例如采集岩石样品、测定太阳风等等。很多人或许还能记得，当时人们都在屏住呼吸从电视屏幕上观看人类第一次登上月球的情景，观看船长阿姆斯特隆和飞行员奥德林在月面上手舞足蹈的动人场面。

　　在阿波罗11号飞船上，安装了两个放射性同位素装置，其热功率为15瓦，用的燃料为钚－238。但是，阿波罗11号上的放射性同位素装置是供飞船在月面上过夜时取暖用的，也就是说它仅仅用于提供热源。所以，该装置又叫做ALRH（Apolo Lunar RI Heater）装置，意思是阿波罗在月球上用的放射性同位素发热器。

　　但是，在后来发射的用于探索月面的阿波罗宇宙飞船上，安装的放射性同位素装置全部是为了发电用的。这就是SNAP－27A装置。它用的燃料是钚－238，设计的电输出功率为63.5瓦，整个装置重量为31千克，设计寿命为一年。主要是用于阿波罗月面探查的一系列科学实验。

　　月球上的一天等于地球上的27天。黑夜的时间占一半，一夜约为地球上的两周。太阳电池在黑夜期间完全停止工作。与此同时，处于背阳的月面，其温度会急剧下降好几百度，从酷热一下变成了严寒的世界。为了使卫星上的地震仪、磁场仪以及其它机械能正常工作，必须利用余热进行保温。

　　在阿波罗12号飞船上首次装载的放射性同位素电池——SNAP－27A装置，其寿命远远超过设计时考虑的一年，并能连续供给70瓦以上的电力，完全符合预期的设计要求。由于这一实验获得成功.后来在1970年发射的阿波罗14号以及随后的阿彼罗15号、16号、17号等飞船上都相继安装了SNAP－27A装置。

j6y2g4p8

问渠哪得清如许，为有源头活水来。  

stellacb99

楼主的内容不管你信不信，反正我信了