2016年2月16日 网易手机 作者韩一冰

网易北京市网友在一问易答中问：

不是说已经有20年不断电的核电池了吗 那玩意靠谱吗 安全不 能量产吗？

微型核电池这个概念并不算新鲜，其实早在1999年就已经被科学家提出了，其可行性在原理上也解释得通，区别于核电站的核裂变生成电能，所谓的微型核电池，其实并不是利用核裂变转化为电能的原理，而是利用放射性同位素的衰变来产生能量。

像这位网友提到的20年不断电的核电池，应该是此前外媒提到的一种民用氚电池，产电的原理根本不需要经过热量转换。这种电池使用的所谓“核原料”是氢的同位素氚，它的原子核由一个质子和两个中子构成，又被称为超重氢。

这是一种放射性物质，会发生β衰变，放出高速移动的电子，即β射线，同时转变成氦3。这种电池就是直接利用氚的衰变产生的β射线，让这些高速电子射入半导体中，从而产生了微弱的电流。

具体原理来说，氚在β衰变中，原子核内一个中子转变为一个质子，同时释放一个电子，即β粒子。氚放出的高能电子束在穿过窗口通道后进入捕获层，在通过p-n结的有效区域期间，半导体材料内部电子将被β粒子激发到激发态，形成电子-空穴对，由于p-n结内部的内建电场作用，电子和空穴将被分离到p-n结两端，从而形成宏观电压。如果在p-n结两段形成回路的话就产生了电流。

由于这个机制类似于光生伏特效应，所以才用β衰变作为能量源的核电池也被称为贝塔伏特电池。同时由于氚的半衰期长达12.43年，因此这种电池可以在长时间内持续提供电池。但它产生的电流不大，只适合应用于那些耗电较低但需要超长时间不间断供电的场合，比如内置医疗设备的供电，以及军事或者太空用途。

为何无法量产？

那么既然是有可行性的，那么目前为何没有见到量产的核电池呢？

1、首先便是安全性上，“核”这个词，大家已经不是很陌生了，在很多新闻中也都见过，比如“核电站爆炸”啦，“核弹将毁灭人类”啦，“核泄漏制造出了新怪物”啦，似乎“核”就是危险的代名词一般，在核电站附近的居民甚至会达到谈“核”色变的程度。

而正是由于人们对于核能潜意识里的忌惮，也就导致了核能的民用进展一直以来都非常缓慢，所以即便在实验室中已经实现了核电池的研发，科学家依然要对其进行漫长的安全评估，同时还要用更长的时间去进行宣传，以消除人们的疑虑。如果没有做好安全评估，那么恐怕即便是量产了，也不会有人敢用。引用一条比较有趣的段子：“普通电池发热：我去要没电；核电池发热：我去要炸！”

2、其次还是安全性，我们知道，核电池想要应用在手机中，是有尺寸限制的，即便目前的核电池避开核裂变，利用放射性同位素的核衰变，来减小其危险性，但是对于手机这种耗电量不大的设备来说，会导致核能释放的能量只能在有限的空间内释放出来，从而造成热量不能及时转换或导出，那么随着时间的积累，极有可能发生电池破裂或爆炸的危险。

3.另外，依然是因为安全性，在同位素的选择上，虽然目前在自然界探明或人造的放射性同位素很多，但基于辐射类型、辐射安全性、能量稳定性、半衰期和价格等因素的考虑，科学家目前仍未找到令人满意的材料，所谓的氚，也不过可以看成是过度元素而已。

4、最后，小编想说的是，别看电池......一款手机，你真的可以用20年吗？这能续航20年的核电池，会不会有些太浪费了？

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作者：韩一冰