據美國《信號》雜志網站報道，美國陸軍研究實驗室（ARL）正在開發以放射性同位素氚為動力的原型電池，其壽命可能會持續幾十年或更長時間。長壽命電源可減輕戰場后勤負荷，延長為傳感器和通信節點供能的時間，提供增強的態勢感知，為作戰人員提供當前不存在的作戰選項。研究團隊計劃于2014年開始現場測試原型電池。首先從小型現場試驗開始，在較小地點進行，如布拉格堡，能將這些同位素電池運送到其他設施。該技術可能會在五年內實現。
放射性同位素電池：人類在放射性同位素的創造性應用
通常不穩定（即具有放射性）的原子核會發生衰變現象，在放射出粒子及能量后可變得較為穩定。當放射性物質衰變時，能夠釋放出帶電粒子，如果正確利用的話，能夠產生電流。放射性同位素電池又叫核電池，是利用放射性同位素衰變放出載能粒子（如α粒子、β粒子和γ射線）并將其能量轉換為電能的裝置。
按提供的電壓的高低，放射性同位素電池可分為高壓型（幾百至幾千伏）和低壓型（幾十毫伏-1伏左右）兩類。按能量轉換機制，可分為直接轉換式和間接轉換式。具體而言，包括直接充電式核電池、氣體電離式核電池、輻射伏特效應能量轉換核電池、熒光體光電式核電池、熱致光電式核電池、溫差式核電池、熱離子發射式核電池、電磁輻射能量轉換核電池和熱機轉換核電池等。其中直接充電式核電池、氣體電離式核電池屬于直接轉換式，應用較少。目前，應用最廣泛的是溫差式核電池和熱機轉換核電池。放射性同位素電池取得實質性進展始于20世紀50年代，由于其具有體積小、重量輕和壽命長的特點，而且其能量大小、速度不受外界環境的溫度、化學反應、壓力、電磁場等影響。因此，它可以在很大的溫度范圍和惡劣的環境中工作。
此前已經有放射性同位素電池應用于軍事或者航空航天領域，但是體積往往很大。過去在電池的研發過程中面臨的重大難關之一，就是為了提高性能，電池大小往往比產品本身還大。由美國密蘇里大學計算機工程系教授權載完（音）率領的研究組成功為“放射性同位素電池”瘦身，研發出的“放射性同位素電池”體積小但電力強。但權載完教授組研發出的放射性同位素電池只是略大于1美分硬幣（直徑1.95厘米，厚1.55毫米），但電力是普通化學電池的100萬倍。密蘇里大學研究團隊稱他們研制小型放射性同位素電池的目的，是為微型機電系統或者納米級機電系統找到合適的能量來源。
如何為微型或納米級機電系統找到足夠小的能量來源裝置，同微型裝置一樣是一個熱門研究領域。放射性同位素電池的另一誘人之處是，提供電能的同位素工作時間非常長，甚至可能達到5000年。放射性同位素電池有放射性污染，必須妥善防護；而且一旦電池裝成后，不管是否使用，隨著放射性源的衰變，電性能都要衰降。
發放射性同位素電池將航天器“送到”了太陽系邊緣
從上世紀中葉起，美國在“先驅者”10號、11號探測器，“旅行者”1號、2號探測器，木星和土星探測器中，都使用了同位素溫差發電器作為電源。就是因為采用核電源，美國“旅行者1號”行星探測器，才創造了世界衛星遠航史上的輝煌紀錄。目前它是離地球最遠（飛行約近200億公里）和飛行速度最快的人造衛星。它用了36年的時間，飛行到了太陽系的邊緣。
第一個放射性同位素電池是在1959年1月16日由美國人制成的，它重1800克，在280天內可發出11.6度電。在此之后，放射性同位素電池的發展頗快。1961年美國發射的第一顆人造衛星“探險者1號”，上面的無線電發報機就是由放射性同位素電池供電的。1976年，美國的“海盜1號”、“海盜2號”兩艘宇宙飛船先后在火星上著陸，在短短5個月中得到的火星情況，比以往人類歷史上所積累的全部情況還要多，它們的工作電源也是放射性同位素電池。因為火星表面溫度的晝夜差超過100℃，如此巨大的溫差，一般化學電池是無法工作的。
蘇聯在1967-1982年期間，共發射了24顆核動力衛星，都屬于海洋監視衛星。衛星帶有以濃縮鈾235為燃料的熱離子反應堆，核能功率為5-10千瓦。不過核動力并不是用來驅動衛星，只是利用放射性元素衰變時放出的熱量，通過熱電偶產生電能給衛星上的設備供電。這些核動力衛星，多在200多公里的低軌道上工作，完成任務后核反應堆艙段與衛星體分離，并將小型火箭推到大約1000公里的軌道，可運行600年。1978年1月24日，蘇聯“宇宙”954號核動力衛星發生故障，核反應堆艙段未能升高而自然隕落，未燃盡的帶有放射性的衛星碎片散落在加拿大境內，造成嚴重污染。1983年1月“宇宙”1402號核動力衛星發生類似故障，核反應堆艙段在南大西洋上空再入大氣層時完全燒毀。
隨著后來美蘇太空競賽的冷卻，人類探索深空的腳步放緩。由于在近地軌道，放射性同位素電池的性價比不及太陽能電池，此外，目前全球钚238主要產自俄羅斯，燃料來源的局限也延緩了放射性同位素電池的發展、應用。
放射性同位素電池的應用呈現出廣闊“空間”
美國陸軍研究實驗室是一個獨具特色的軍方企業性實驗室。美國陸軍研究實驗室提出要借助合作協議在私營部門建立卓越中心，這樣，軍隊的科學家和工程師們可以在規劃、管理及實際工作中積極合作。合作協議被授予公司和大學組成的聯合團體。由于主要的電信和電腦公司在技術保護方面的經驗，陸軍每一個聯合團體由工業企業主導。
美國陸軍研究實驗室正在開發的以放射性同位素氚為動力的原型電池，其壽命可能會持續幾十年或更長時間。與化學電池相比，這種新方法會明顯減少電池更換，降低后勤負擔。當前原型電池仿照軍用BA-5590電池，為一個2英寸×4英寸×3英寸的立方體，使用與當前化學電池相同的連接器。而由于同位素本質，未來原型電池可以做得更小、更輕。同位素電源可提供比化學電池大5個數量級的能量密度。該新型電池有13年的半衰期（使用一半電量所用時間）。
項目專家李茲稱，如果正確規劃任務，經過最初13年電池會剩余一半電量，再過13年電池會剩余25%的電量。當前原型電池使用的是氚同位素，但研究人員計劃最終使用其他能續航更長時間的同位素。化學電池在不使用的情況下會在10年后降解，而對于衰減同位素，鎳63能持續100年，镅能持續432年。低劑量同位素是安全的。原型電池使用了作戰人員安全級別，并且安全性將繼續提高。同位素與更好的能量轉換器匹配可使該裝置更高效，減少同位素的需求量，提高安全性。
研究團隊計劃于2014年開始現場測試原型電池。首先從小型現場試驗開始，在較小地點進行，如布拉格堡，能將這些同位素電池運送到其他設施。該技術可能會在五年內實現，提高戰場感知能力。其他軍種也對該電池表現出興趣，但陸軍對無人值守地面傳感器的需求一直是研究關注的焦點，陸軍希望把這些傳感器部署在世界上許多可能只能到達一次的地方。此外，該技術還可用于商業目的，埋在橋梁或建筑物內部的電源和傳感器可持續檢查材料的穩定性。
目前，放射性同位素電池的用武之地不僅僅局限于太空。高山、深海、南北極乃至人體中到處可以找到它的影蹤。心臟起搏器用的放射性同位素電池重量僅40克，體積很小，壽命可達十年，為病人免除了經常做開胸手術的痛苦。在極地、海島、高山、沙漠、深海等條件惡劣、交通不便的地方都可以有放射性同位素電池大顯身手之地。自動無人氣象站、浮標和燈塔、地震觀察站、飛機導航信標、微波通訊中繼站、海底電纜中繼站等都可以使用免維護、長壽命的RTG供電。僅俄羅斯的北極海岸地區就有386個使用鍶90的放射性同位素電池運行，為導航設施供電。
電池網微信
