本文目录
- 为什么只能用铀和钚做核燃料呢
- 如果徒手握住武器级的铀或者钚会怎么样
- 2019诺贝尔化学奖颁给锂电池领域，电动车的未来还远吗
- 为什么中国的火星车不像“好奇号”一样采用核电池
- 俄罗斯科学家发明核电池可以续航100年如果用在手机会怎么样
为什么只能用铀和钚做核燃料呢
作为一名核电从业者解答下这个问题，首先纠正提问者的观点，并不是任何物质裂变都能产生巨大能量，笼统的说只有重核裂变和轻核聚变才可以放出能量，核裂变属于重核裂变。
图释：比结合能曲线，曲线右侧重核裂变释能，左侧的聚变释能。
那么为什么常用的核燃料只有铀和钚呢？
1、目前核燃料大多数是易裂变核素，如铀235和钚239，这类原子核在中子能量很低的情况下即可与中子发生核反应，专业术语表达是可以与热中子发生裂变反应。而可裂变核素需要中子能量超过一定的阈值才能发生的裂变，如铀238在低能量下核裂变的几率是很低的。
2、核材料除了考虑发生核反应的概率大小（专业术语表达是反应截面的大小）还需要考虑材料的特性，比如:
- 辐照稳定性好，在中子辐射下不会发生肿胀变形；
- 热稳定性好，当温度变化时不会发生大的形变，热应力小；
- 耐腐蚀性好，虽然燃料外壳有燃料包壳，但在正常功率运行时，难免会出现包壳破损的现象，这时冷却剂就会与燃料棒直接接触，所以要求燃料的耐腐蚀性高；
- 易加工，为满足工业需要，加工难度不能太大，加工制造工艺必须目前的工业水平可以达到。
综上选用了二氧化铀陶瓷燃料芯块的含钚燃料。
如果徒手握住武器级的铀或者钚会怎么样
作为一名核电从业者回答下这个问题，徒手握住武器级的铀和钚不会带来多大的放射性伤害，但是如果不小心被带入体内则可能导致内照射和重金属中毒。
自从1938年德国的物理学家奥托·哈恩和弗莱茨斯垂斯曼发现裂变现象后，包括德国和美国多个国家展开了一种新式武器——核武器的相关研究。
图释：德国放射化学家和物理学家哈恩
核武器所用的材料就是浓缩度超过90%的铀235或者钚239，然而造化弄人，这两种物质在自然界中含量都是很少的。找到天然的铀矿石已是不易，天然的铀矿石中铀235的含量只有0.72%,剩下超过99%的大多是铀238，天然的钚239存在于铀矿石中，含量则更少。
铀235半衰期大约7亿年，自发衰变发出的是α粒子，即氦核，钚239自发衰变的半衰期是24100年，放出的也是阿尔法粒子（α粒子）。
α粒子质量数是4，是比较“胖”的粒子，因此其在三种粒子（α粒子β粒子γ射线）中穿透力最弱的，即使使用普通A4纸张就可以屏蔽，人体手上的角质层也可以完全屏蔽掉α粒子，穿上衣服就更可以屏蔽掉了。α粒子的主要危害在于内照射，由于α粒子质量较大，携带能量较多。一旦铀235或者钚239被吸入体内，其释放出的α粒子所携带能量将在组织表面很浅的一层消耗掉，对表层细胞造成很大的伤害。目前世界卫生组织国际癌症研究机构已经将α粒子定为了一类致癌物。
电视里操作核燃料穿的专用衣服也并不是辐射防护服，这种衣服是防止衣服被沾污的统一制服，真正比较大的辐射这种衣服是根本挡不住的，需要用机械手操作，采用距离防护，人工是无法接近的。
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2019诺贝尔化学奖颁给锂电池领域，电动车的未来还远吗
应＂悟空小秘书＂邀答！
2019诺贝尔化学奖颁给锂电池领域，电动车的未来还远吗？
2019年的诺贝尔化学奖颁给了化学领域的三位科学家，分别是美国两位，日本一位，以表彰他们开发锂电池中做出杰出的贡献！
他们研究出的锂离子电池，自从91年进入市场，大家知道的锂离子电池的用途广泛，我们可不能忘了科学的辛勤劳动。
近年来锂电池有占2／3用在移动电源上，还有1／3用在了电动汽车上，锂电的安全系数并不如铅电，制造成本又高，回收再利用也不容易。锂电的特性，不能制造象铅电那么大的体积，你也看到锂电的体积小个体多，这是对安全系数而研究出的。随着科技的发展，会不断克服安全问题，那锂电池的组装技术十分重要，掌握它的特性，看来磷酸铁锂电池将成为汽车首选的电池，纵观多年来锂电的发展，在没有其它新能源问世之前，锂电将会给人类作出更大贡献！
谢谢你的阅读?！
为什么中国的火星车不像“好奇号”一样采用核电池
核电池因为长寿命、结构紧凑、稳定性好、兼具保温、不依赖阳光等优点，更适合于长时间、连续、长机动距离的地面探测任务或深空探索任务，同时也是深空探索的趋势。
中国嫦娥任务采用过，这次火星车没用是因为......
其实，中国在嫦娥4号探月任务中，就首次使用了同位素温差电池，这也是我国首个在航天器上成功应用的同位素电源，也就是你所说的核电池。（当然嫦娥3号也使用了同位素热源，但主要是用来抵抗月亮-180℃的低温）。
核电池也分好多种
我们知道，核反应主要有3种，核聚变、核裂变、核衰变，嫦娥4号与美国的“好奇号”所使用的同位素温差电池利用的就是放射性锕系材料（钚238）的核衰变能量。
那有人就说了：既然有核衰变电池，那是不是有核裂变电池、核聚变电池？核裂变是有的，比如很厉害的KiloPower。这也是未来建立月球基地、火星基地在能源方面的明星方案，主要提供千瓦级以上的功率，这个以后再单独讲吧，核聚变电池，闹呢！核聚变都还没搞成呢！
什么是同位素温差电池？
就核衰变能量的利用方式的不同，核衰变电池又可分为热电式、辐射伏特效应式、压电式、闪烁中间体式。具体来讲，这些分类就是对核衰变产生的子核动能（热量）、阿尔法粒子、贝塔粒子以及伽马光子的利用来分类的。
同位素温差电池利用的就是核衰变产生的子核动能（热量），利用温差电材料的热电效应将热变为电，这是最近40年主流的核电池技术，又被称为放射性同位素热电电池（radioisotope thermoelectric generator，RTG），是静态的发电装置，具有结构紧凑、可靠性高、生存力强、质量比能量高、寿命长等特点。
利用阿尔法衰变材料作为热源的同位素温差电池通常使用钚-238（二氧化钚-238），（钚-238是一种人工核素，其化学性质有剧毒，其半衰期为87.7年，很适合用于深空探索，理论上，每千克钚238自然衰变可产生568瓦的热量，如果其热量全部转化为电能，还是非常可观的，但受制于材料的纯度、热电转换的技术等因素，实际效率通常不超过6%。第一个钚源于1959年在坟堆（Mound）实验室被制备出来，这个实验室位于美国俄亥俄州迈阿密斯堡，是美国原子能委员会(后来成为能源部)在冷战期间进行核武器研究的机构。
利用贝塔（β）衰变材料作为热源的同位素温差电池通常使用镍63、锶90、钇90等核素，它们主要发射贝塔粒子，其发电量相对较小，常用于微机电系统的电源。
原因之一：功率太小、效率太低，无法满足用电需求
我们先来看看嫦娥4号身上的同位素温差电池到底是个什么水平？
根据相关资料，嫦娥4号使用的这块电池重7千克，功率3.2~3.5W，这是个什么概念呢？这就和你夏天所用的手持小电扇功率差不多。如此小的电功率无法支撑起其科学载荷的用电需求（主要用这点电测了一下月夜的最低温）。作为对比，好奇号的核电池重45千克，功率为110W。
根据前面的钚238的理论产热数据：
嫦娥4号的这块电池，其热电转换率仅为万分之8.8。
好奇号的核电池，其热电转换率为千分之4.3。也就是说其效率提高了近50倍。
当然这个数据只是一个参考值，因为电池的重量不代表电池电芯中钚238
