日本研发百年太空电池: 镅元素或将改写深空探索能源史

2025-05-22 08:52:47 136

一名技术人员远程测试使用镅的电池系统

日本最近启动了一项雄心勃勃的计划，要开发一种能在太空极端环境下持续发电一百年的电池系统。这种长效、免维护的电池不仅对月球项目至关重要，对于阳光更弱的木星以远的深空探索也同样关键。

今年三月，日本原子能机构（JAEA）与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）签署协议，决定利用一种名为镅的放射性物质来制造这种特殊电池系统。JAEA的高级研究员高野正英表示：“尽管面临诸多挑战，我们相信这个项目是可行的。我们的目标是打造一个实用级别的紧凑电源，能够在不进行任何维护的情况下工作超过100年。”

这种电源的工作原理与地球上常用的太阳能电池或其他电池完全不同。考虑到月球上的使用环境，这种电池必须能够应对白天110度到夜间零下170度的极端温度波动。而且，月球上的白天和黑夜各持续两周。

镅是一种由核废料中的钚自然衰变产生的元素。它通常不会持续发生裂变，这意味着它不需要像钚那样严格控制。JAEA在日本境内储存的用于研究目的的钚中可以找到镅。镅的半衰期长达432年，长期以来被认为不适合用于发电。然而，JAEA最近发现了镅通过其核衰变过程持续产生热量的能力的新用途。

目前，JAEA正计划将镅与基于温差的发电技术结合起来，制造一种新型电池。面临的挑战之一是如何使电池系统足够紧凑和轻便，以便安装在太空探测器上，同时还要足够耐用，能够承受火箭爆炸时的冲击和高温。此外，远程处理放射性物质的技术以及相关法律因素的仔细审查也是必不可少的。

JAEA已经在一次测试中应用镅为LED灯供电。在政府附属的太空战略基金的资金支持下，JAEA的目标是在2029年前完成一个大约奶粉罐大小的原型设备。

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