美国毅力号火星车即将紧随天问一号到达火星，着陆时间会比我们更早。毅力号任务的主要目的是要把重量超过1000公斤的大型火星车送上火星，比天问一号的巡视器要重得多，由于采用了核电池而非电池板，整车设计寿命可达2年，比我国火星车的三个月要长得多，甚至有望像前辈好奇号那样工作8年或更长。

毅力号火星车采用核电池

核电池这么给力，它的原理是什么呢？毅力号这块核电池有多昂贵？不少网友希望把它装在电动汽车上，实现无限续航，可不可行呢？

核电池的原理：放射性同位素温差发电

核电池有很多种，都是利用放射性同位素的衰变来发电（并非反应堆），但航天器上用的主要是钚238核热电池，它的原理很简单：芯部的钚238衰变产生热量，通过换能器也就是热电转换器件，利用温差将热能转化为电能，所以也叫同位素温差电机RTG。

钚238氧化物因衰变而发热

不过核电池说起来简单，造起来却很难，关键在于两点：钚238的来源和热电转换的效率。钚238很难获取，需要把镎237放在专用的反应堆内进行中子辐照，镎237是生产原子弹用的钚239的副产品，它吸收一个中子变成镎238，再经一次β衰变转化为钚238。这个过程的成本极高，仅美俄有能力大量生产。而热电转换效率是另一大瓶颈，这方面美国做得最好，好奇号毅力号使用的核电池效率达到了6.3%，算是相当高了。较低的转换效率意味着要想实现大功率，就得耗费很多钚238，大大增加了成本。

钚238核热电池

既然钚238的生产这么困难，为什么非要用它呢？因为它的衰变是α衰变，只会产生α粒子和少量伴随的中子，几乎没有穿透力极强的伽马射线，很容易屏蔽，α粒子的能量也容易沉积下来，发热量高。而86.4年的半衰期也比较适中，既不会很快衰减，又能有足够大的比功率，钚氧化物PuO2的熔点还特别高，是制造核电池的理想材料。因此美国勒紧裤腰带也要上钚电池，哪怕它是天价，那么核电池到底有多贵呢？

毅力号核电池造价7000万美元，贵吗？

毅力号是美国最新型的火星漫游车，重1043公斤，长度达到3米，接近一辆小轿车。它采用了与好奇号相似的MMRTG核电池，该电池使用了4.8公斤的钚氧化物，总重45公斤，初始功率110瓦，设计寿命14年，造价达到了惊人的7000万美元，这是个什么概念？最近印度又要买俄罗斯的米格35战斗机，单价6000万美元，这个几十公斤的核电池竟然比一架先进战斗机还贵！

这么个小东西竟然值7000万美元

为什么如此夸张？就是因为钚238太贵了，一公斤的价格高达上千万美元，而且每年还都在涨价。在冷战时期，美苏为了生产核弹用的钚239，会产生很多镎237，每年可生产100多公斤钚238，因此钚238电池大量应用在美国的卫星和行星探测器上。然而美国在1988年停止了钚238的生产，改为向俄罗斯购买。2010年俄罗斯自身供应也不足，停止了出口，NASA的钚238库存告急，一度只剩下35公斤，以至于著名的朱诺号木星探测器不得不使用了硕大的太阳能电池板。不过2015年美国已经重新具备生产能力。

毅力号的核电池安装在尾部（画圈处）

毅力号装备如此昂贵的核电池，值不值呢？要知道毅力号的总造价达到了27亿美元，是同等重量黄金价格的40倍！上面安装了大量科学仪器，每一样都是价值连城，这些设备都需要用电，而太阳能电池板供电不稳定，火星上阳光暗弱，还有大量尘土甚至沙尘暴，以往采用电池板的机遇号勇气号就经常罢工。而核电池不受阳光、天气和灰尘的影响，能够雷打不动地输出电力，用7000万美元来保障价值27亿美元的火星车稳定供电，这笔买卖当然很值！那么核电池用在电动汽车上值不值呢？

电动汽车装上核电池，能无限续航吗？

把核电池装在电动汽车上，不用充电，不用加油，无限续航走天下，岂不是太美好了？实际上，就是真正的土豪也扛不住这样造！咱们来算一下：

核电池在手，不充电走遍天下？

驱动一台纯电动汽车，功率得达到50千瓦以上，也就是毅力号核电池的450多倍。如果简单粗暴地把造价乘上450，可得到这块超级核电池的成本将高达315亿美元！需要钚238氧化物2160公斤，整个装置重量已经不可想象，50千瓦都未必拉得动这辆车了。同时随着钚238的不断衰变，功率还会越来越低。

超级富豪也不敢这样玩

很多网友指出，成本不应该这样简单地相乘，因为核电池做得大了，集成度提高，单位功率的造价就不会那么贵了！这对其它设备来说确实适用，但核热电池却未必，如果热电转换效率恒定，你需要多大功率，就得装多大量的钚238，这部分成本是大头，省不下来！所以总价可能是会比315亿美元低一点儿，但低不了太多。因此，用核电池来开汽车就不要想了，马斯克来了也没戏。

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