核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置。按提供的电压的高低,核电池可分为高压型(几百至几千V)和低压型(几十mV—1V 左右)两类按能量转换机制,它可分为直接转换式和间接转换式。更具体地讲,包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式,应用较少。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代,由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点,而且其能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影响,因此,它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。
据了解，当放射性物质衰变时，能够释放出带电粒子，如果正确利用的话，能够产生电流。通常不稳定(即具有放射性)的原子核会发生衰变现象，在放射出粒子及能量后可变得较为稳定。核电池正是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理所制成的，此前已经有核电池应用于军事或者航空航天领域，但是体积往往很大。 过去在电池的研发过程中面临的重大难关之一，就是为了提高性能，电池大小往往比产品本身还大。由美国密苏里大学计算机工程系教授权载完(音)率领的研究组成功为“核电池”瘦身，研发出的“核电池”体积小但电力强。但权载完教授组研发出的核电池只是略大于1美分硬币(直径1.95厘米，厚1.55毫米)，但电力是普通化学电池的100万倍。密苏里大学研究团队称他们研制小型核电池的目的是，为微型机电系统或者纳米级机电系统找到合适的能量来源。如何为微型或纳米级机电系统找到足够小的能量来源装置，同微型装置一样是一个热门研究领域。
核电池的另一诱人之处是，提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能达到5000年。
设想不久的将来，只需要一个硬币大小的电池，就可以让你的手机不充电使用5000年。
一般核电池在外形上与普通干电池相似，呈圆柱形。在圆柱的中心密封有放射性同位素源，其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。换能器的外层为防辐射的屏蔽层，最外面一层是金属筒外壳。
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考
第1个回答 2018-12-30
核电池之所以比核反应堆来的简单，不需要巨大的屏蔽，主要原因是是通过衰变而非裂变来释放能量，可以选择无伽玛辐射或者中子辐射的放射性同位素，因此不需要多少屏蔽，但这也导致功率存在一个显然的限制。于是有一个关键的问题是，手机的功率大概是多少，以及一个可以提供手机功率的核电池会有多麻烦——即使核电池由于封装或者屏蔽其放射性，这依然是一个放射源。
我们以水果6为例，其电池3.82V，1810mAh，假设使用24小时充一次电来算，大约是0.29W的平均功耗。
对于放射性物质，通常用活度来比较其放射性，老单位是居里，1居里=3.7×10^10贝可，放射性核素每秒有一个原子发生衰变时，其放射性活度即为1贝可；而释放的能量通常用Mev或者KeV来表示，每MeV相当于1.6×10^-13焦耳，也就是说每居里（3.7×10^10贝可）活度的放射性物质在其辐射能量为1Mev的情况下发出的能量大约是5.92毫瓦）
以文中的氚电池为例，氚的最大衰变能为18.6 keV,平均能量为5.7 keV，也就是说要提供0.29W的功耗，即使核电池的转换效率为100%，也需要8.6千居里.——要知道手表的氚管通常是25毫居里。按照典型的氚供应价格，至少需要数万美元，按照直接充电式核电池实际效率，需要量至少还要乘以10多倍。
而如果我们选用一种比氚的单位能量更高的放射源呢，并且我们假设其伴随的伽玛辐射很小或者很容易防护，比如锶90，氪85（他们都是核裂变产物，可以从乏燃料中大量获取，衰变能量在0.5～0.7MeV），那么面临的问题就更明显了——这种放射性影响比氚强百倍的放射性物质，需要更严格的管理和监督。你不可能把数百居里这种辐射强度的放射源——按有关规定应为三类放射源（没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡）——塞在手机里拿着到处跑，那样只要一个反社会的小偷把你的手机电池砸烂就可以造成恐慌了。
另一个问题是一个满足手机要求的核电池可能比较大。在实用的核电池当中，大多数都是功率非常小的，微瓦或毫瓦级的电池，这些电池通常采用效率比较高的直接充电式、气体电离式、辐射伏特效应能量转换原理，要实现数百毫瓦甚至数瓦的功率比较困难。
少数功率达到数瓦甚至上百瓦的电池多为深空探测器使用的热电转换核电池，通常是钚238或者钋210作为放射源，且不管两者的昂贵价格，他们的放射性毒性和化学毒性都非常强大，美国核工业界允许的钚238摄入量是2.4×10^-9g，而钋210由于毒杀前俄罗斯特工利特维年科早已是臭名昭著，号称比氰化钾还要毒2.5亿倍。
当然以手机通常寿命来说，需要一种半衰期较短（1～3年），纯α或者β放射性，能量在MeV级，几乎无γ辐射和γ子体的核素比较合适，最好化学性质稳定，即使我们找到这样一种材料，并且核安全法规同意你购买，这样一种核电池会比手机的电池要大一些，并且发热量会很大——热电转换式核电池的效率很低，通常只有百分之几，也就是说你的手机将有数瓦到数十瓦的发热功率，比小米更适合当暖手宝。
补充一下氚的价格问题：某些回复中提到的利用泄漏中子生产氚并不实际，因为中子通量很低，经济的路线是用锂代替一部分核电站控制棒和调节棒，或者从重水堆比如CANDU的慢化剂中提取。
21世纪初，美国能源部曾在田纳西河管理局下属的Watts Bar核电站中试验性的生产氚，以维持核武库当中氚的存量。如果用锂代替控制棒中的中子毒物，在不增加额外燃料的情况下，Watts Bar核电站的一个反应堆（1100MW电功率）可以插约2000根产氚可燃毒物棒（TPBAR）；在不改变反应堆18个月的换料周期的情况下，反应堆可以插入2496根；如果将换料周期改为12个月，可以塞3000根，每根TPBAR在一堆年的运行中当中可以生产约0.75g氚。DOE每年需要约3kg氚，而TVA给的报价当中运行费用为每年两千万至六千万美元（不包括氚提取设施的基建费用），这是成本价，因为TVA的性质类似国企，向联邦其他机构服务得收成本价，价格波动区间取决于DOE是提供廉价的来自核武器的浓缩铀燃料还是提供商业铀浓缩生产的核燃料。
每克氚大约是9600多居里，商业市场上的氚价格在2美元每居里上下浮动。
实际上核电站运行本身会排放很少量的氚，压水堆有每年数千个居里/百万千瓦功率的氚排放限额，但是排放浓度要求非常稀；CANDU的氚排放量比压水堆大一个数量级，由于浓度和同位素分离的难度，这些氚是没有回收意义的。
我们以水果6为例，其电池3.82V，1810mAh，假设使用24小时充一次电来算，大约是0.29W的平均功耗。
对于放射性物质，通常用活度来比较其放射性，老单位是居里，1居里=3.7×10^10贝可，放射性核素每秒有一个原子发生衰变时，其放射性活度即为1贝可；而释放的能量通常用Mev或者KeV来表示，每MeV相当于1.6×10^-13焦耳，也就是说每居里（3.7×10^10贝可）活度的放射性物质在其辐射能量为1Mev的情况下发出的能量大约是5.92毫瓦）
以文中的氚电池为例，氚的最大衰变能为18.6 keV,平均能量为5.7 keV，也就是说要提供0.29W的功耗，即使核电池的转换效率为100%，也需要8.6千居里.——要知道手表的氚管通常是25毫居里。按照典型的氚供应价格，至少需要数万美元，按照直接充电式核电池实际效率，需要量至少还要乘以10多倍。
而如果我们选用一种比氚的单位能量更高的放射源呢，并且我们假设其伴随的伽玛辐射很小或者很容易防护，比如锶90，氪85（他们都是核裂变产物，可以从乏燃料中大量获取，衰变能量在0.5～0.7MeV），那么面临的问题就更明显了——这种放射性影响比氚强百倍的放射性物质，需要更严格的管理和监督。你不可能把数百居里这种辐射强度的放射源——按有关规定应为三类放射源（没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡）——塞在手机里拿着到处跑，那样只要一个反社会的小偷把你的手机电池砸烂就可以造成恐慌了。
另一个问题是一个满足手机要求的核电池可能比较大。在实用的核电池当中，大多数都是功率非常小的，微瓦或毫瓦级的电池，这些电池通常采用效率比较高的直接充电式、气体电离式、辐射伏特效应能量转换原理，要实现数百毫瓦甚至数瓦的功率比较困难。
少数功率达到数瓦甚至上百瓦的电池多为深空探测器使用的热电转换核电池，通常是钚238或者钋210作为放射源，且不管两者的昂贵价格，他们的放射性毒性和化学毒性都非常强大，美国核工业界允许的钚238摄入量是2.4×10^-9g，而钋210由于毒杀前俄罗斯特工利特维年科早已是臭名昭著，号称比氰化钾还要毒2.5亿倍。
当然以手机通常寿命来说，需要一种半衰期较短（1～3年），纯α或者β放射性，能量在MeV级，几乎无γ辐射和γ子体的核素比较合适，最好化学性质稳定，即使我们找到这样一种材料，并且核安全法规同意你购买，这样一种核电池会比手机的电池要大一些，并且发热量会很大——热电转换式核电池的效率很低，通常只有百分之几，也就是说你的手机将有数瓦到数十瓦的发热功率，比小米更适合当暖手宝。
补充一下氚的价格问题：某些回复中提到的利用泄漏中子生产氚并不实际，因为中子通量很低，经济的路线是用锂代替一部分核电站控制棒和调节棒，或者从重水堆比如CANDU的慢化剂中提取。
21世纪初，美国能源部曾在田纳西河管理局下属的Watts Bar核电站中试验性的生产氚，以维持核武库当中氚的存量。如果用锂代替控制棒中的中子毒物，在不增加额外燃料的情况下，Watts Bar核电站的一个反应堆（1100MW电功率）可以插约2000根产氚可燃毒物棒（TPBAR）；在不改变反应堆18个月的换料周期的情况下，反应堆可以插入2496根；如果将换料周期改为12个月，可以塞3000根，每根TPBAR在一堆年的运行中当中可以生产约0.75g氚。DOE每年需要约3kg氚，而TVA给的报价当中运行费用为每年两千万至六千万美元（不包括氚提取设施的基建费用），这是成本价，因为TVA的性质类似国企，向联邦其他机构服务得收成本价，价格波动区间取决于DOE是提供廉价的来自核武器的浓缩铀燃料还是提供商业铀浓缩生产的核燃料。
每克氚大约是9600多居里，商业市场上的氚价格在2美元每居里上下浮动。
实际上核电站运行本身会排放很少量的氚，压水堆有每年数千个居里/百万千瓦功率的氚排放限额，但是排放浓度要求非常稀；CANDU的氚排放量比压水堆大一个数量级，由于浓度和同位素分离的难度，这些氚是没有回收意义的。
第2个回答 2018-12-30
核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置。按提供的电压的高低，核电池可分为高压型（几百至几千V）和低压型（几十mV—1V 左右）两类按能量转换机制，它可分为直接转换式和间接转换式。
更具体地讲，包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式，应用较少。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代，由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点，而且其能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影响，因此，它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。
核电池推广难点
1、有放射性污染，必须妥善防护；而且一旦电池装成后，不管是否使用，随着放射性源的衰变，电性能都要衰降。
2、核电池造价昂贵。
3、能源转化率不高。
4、核电池民用的屏蔽问题
目前所使用的核电池都是α、β衰变核素，其粒子射程均比较短，并且做了屏蔽，正常使用时不用担心辐射问题，但是考虑到民用时存在的多种不确定性因素，核电池民用还是存在比较大难度。
由核电池引起的相关事故
美国政府在冷战期间，常制造可用上几十年的钚核电池，多年来已造出几十个推动卫星、行星探测器及间谍装置的核电池，但亦曾发生意外，释出有害物质祸及全球。
1964年，一枚导航卫星运载火箭失灵，导致卫星上的钚核电池爆炸，所释放的放射性物质散落全球，令人关注钚的应用。
1965年，喜玛拉雅山一队美国情报小组，在暴风雪下遗失了一个侦察中国、以钚作能源的装置。
1968年，一枚脱离轨道的天气卫星坠落太平洋，幸好联邦调查人员在加州对开起回完整的核电池。
1997年，美国太空总署准备发射“卡西尼”号土星探测器时，便有数百名示威者在场抗议，指出一旦发生意外，探测器的核电池有机会爆裂，最终导致数以千计的人因癌症而死。当局的专家现时指出，最新的钚核电池更能防止破裂，将危害人类的机会减至极低。
更具体地讲，包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式，应用较少。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代，由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点，而且其能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影响，因此，它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。
核电池推广难点
1、有放射性污染，必须妥善防护；而且一旦电池装成后，不管是否使用，随着放射性源的衰变，电性能都要衰降。
2、核电池造价昂贵。
3、能源转化率不高。
4、核电池民用的屏蔽问题
目前所使用的核电池都是α、β衰变核素，其粒子射程均比较短，并且做了屏蔽，正常使用时不用担心辐射问题，但是考虑到民用时存在的多种不确定性因素，核电池民用还是存在比较大难度。
由核电池引起的相关事故
美国政府在冷战期间，常制造可用上几十年的钚核电池，多年来已造出几十个推动卫星、行星探测器及间谍装置的核电池，但亦曾发生意外，释出有害物质祸及全球。
1964年，一枚导航卫星运载火箭失灵，导致卫星上的钚核电池爆炸，所释放的放射性物质散落全球，令人关注钚的应用。
1965年，喜玛拉雅山一队美国情报小组，在暴风雪下遗失了一个侦察中国、以钚作能源的装置。
1968年，一枚脱离轨道的天气卫星坠落太平洋，幸好联邦调查人员在加州对开起回完整的核电池。
1997年，美国太空总署准备发射“卡西尼”号土星探测器时，便有数百名示威者在场抗议，指出一旦发生意外，探测器的核电池有机会爆裂，最终导致数以千计的人因癌症而死。当局的专家现时指出，最新的钚核电池更能防止破裂，将危害人类的机会减至极低。
第3个回答 2018-12-30
核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。2012年8月7日，美国好奇号火星车抵达火星，核电池寿命可达14年。核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置。按提供的电压的高低,核电池可分为高压型(几百至几千V)和低压型(几十mV—1V 左右)两类按能量转换机制,它可分为直接转换式和间接转换式。更具体地讲,包括直接充电式核电池、气体电离式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热致光电式核电池、温差式核电池、热离子发射式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池等。其中直接充电式核电池、气体电离式核电池属于直接转换式,应用较少。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。核电池取得实质性进展始于20世纪50年代,由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点,而且其能量大小、速度不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影响,因此,它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工作。
优点：
核电池在衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场等的影响。
核电池提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能达到5000年。
缺点：
有放射性污染，必须妥善防护；而且一旦电池装成后，不管是否使用，随着放射性源的衰变，电性能都要衰降。
优点：
核电池在衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场等的影响。
核电池提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能达到5000年。
缺点：
有放射性污染，必须妥善防护；而且一旦电池装成后，不管是否使用，随着放射性源的衰变，电性能都要衰降。
第4个回答 2018-12-30
全球首例核电池诞生，使用寿命长达百年，以后都不用充电了，科技总是咋不断的进步，为了解决人们生活中的问题，各种高科技的产品都会应运而生。在生活中，手机是离我们最近的科技产品，也是我们用来打发生活中无聊的时间的神器。手机可以说是和我们形影不离的产品了，但是用久了，大家就会有一种烦恼，那就是手机的电量不够用。
手机的续航能力一直是人们在购买手机时考虑的重点，一般来说新买的手机还好，手机的续航时间还算很长，但是用的时间久了，手机的续航能力就会越来越差，有时候甚至会感觉刚充满就没电了，这对于我们来说特别的麻烦，尤其是在出门的时候，往往不带上充电宝就不敢出门，这时候就会幻想要是有一款不用充电的手机就好了。
现在，这个幻想可能真的会实现，因为俄罗斯的科研人员研究出了一种新型的核电池，也是全球首例核电池，据说这块电池的使用寿命长达一百年，这也就意味着手机一百年都不用充电，网友们表示：“这以后买手机都不用充电的，充电器都多余”。这对于网哟们来说可是个好消息。这块核电池是在镆-63的基础上研发的，相比于我们现在使用的电池，这块电池的密度要高出很多，这也是它能持续续航的重要原因。但是它还是受到很大的争议，最重要的一点是，核电池的放射性在日常生活中会不会产生影响，低功能密度也是让人担心的一点。
在过去，我们看到过各种电池，为了延长续航能力，科研人员们也是很努力的研究，而俄罗斯研发的这块电池最大特点就在于续航能力，可以持续工作一百年，在这个基础上还提升了电池的功率的密度，是传统的以前的化学电池的十倍以上。如果这块电池能够真的运用到手机上，当然前提是对人们的身体不会有任何的不利影响，那么真的可以极大的便利我们的生活，在手机领域也会是一次很重大的改革。
手机的续航能力一直是人们在购买手机时考虑的重点，一般来说新买的手机还好，手机的续航时间还算很长，但是用的时间久了，手机的续航能力就会越来越差，有时候甚至会感觉刚充满就没电了，这对于我们来说特别的麻烦，尤其是在出门的时候，往往不带上充电宝就不敢出门，这时候就会幻想要是有一款不用充电的手机就好了。
现在，这个幻想可能真的会实现，因为俄罗斯的科研人员研究出了一种新型的核电池，也是全球首例核电池，据说这块电池的使用寿命长达一百年，这也就意味着手机一百年都不用充电，网友们表示：“这以后买手机都不用充电的，充电器都多余”。这对于网哟们来说可是个好消息。这块核电池是在镆-63的基础上研发的，相比于我们现在使用的电池，这块电池的密度要高出很多，这也是它能持续续航的重要原因。但是它还是受到很大的争议，最重要的一点是，核电池的放射性在日常生活中会不会产生影响，低功能密度也是让人担心的一点。
在过去，我们看到过各种电池，为了延长续航能力，科研人员们也是很努力的研究，而俄罗斯研发的这块电池最大特点就在于续航能力，可以持续工作一百年，在这个基础上还提升了电池的功率的密度，是传统的以前的化学电池的十倍以上。如果这块电池能够真的运用到手机上，当然前提是对人们的身体不会有任何的不利影响，那么真的可以极大的便利我们的生活，在手机领域也会是一次很重大的改革。
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