半衰期公式ln2 半衰期公式( 二 )


这一消息一经公布,立马就在“新型电池研制领域”掀起了轩然 *** ,毕竟使用寿命如此之长的电池,若是真的投入使用并实现量产,对于其他的电池来说,无疑是降维式打击 。
新款核动力电池将对其他电池造成打击
那么,这个所谓的纳米金刚石电池到底是什么呢?
纳米金刚石本身指的是粒径在1到100纳米的金刚石晶粒,之所以使用这种级别的金刚石,主要是看中了它的纳米微粒性能 。
根据资料来看,纳米金刚石有四大效应,分别是小尺寸效应、量子隧道效应、表面效应和量子尺寸效应,有这些独特的效应在加上金刚石本身“很硬”的外部性能,就能让其将试图外溢的“射线”牢牢的锁在里面 。
纳米金刚石电池的基本结构
而从作为该电池制造基础的核废料物质成分来看,它其中有大量的碳-14放射性同位素,在这种情况下,科学家只需要对其进行提取,然后再经过特殊的处理,就能让其变为核动力电池且正常发电了 。
电池里的放射性元素从核废料中提取
那么,该公司宣布的这项令人震惊的进展,真的可以让我们从此迈入“不充电”时代吗?
充电真的会成为历史吗?其实若是单以2.8万年的电池寿命来说,它还真的有机会开启“不充电”时代,毕竟这一年限,从祖宗十八代开始使用都绰绰有余了 。可事实上,这个新款纳米金刚石电池的使用寿命并没有说得那么夸张 。
因为这一电池的本质是利用了电子放射性衰变之后产生的热能,从理论上来说,一级反应的碳-14半衰期大约为5730年,而此时再结合放射性反应和衰变公式,持续使用2.8万年确实不是“梦” 。
半衰期计算公式
问题是这期间它的电流是不稳定的,更不如大家想的那样高,微电流出现的频率非常高,而这些微电流是无法解决我们的需求的 。因此,“不充电可使用2.8万年”在理论上确实能满足,可于现实中,却不具备太大的可操作性 。
该电池的电流并不稳定
目前核动力电池取得的进展,还不足以直接让充电成为历史,只有等到其再被改造升级之后,才能彻底地终结如今的“充电时代” 。
但不管怎么说,这种进步对于核电池的发展都是有着积极作用的,而目前,在核电池研究方面,还存在着以下这些科学问题 。
核电池研究中的科学问题截至目前,核电池已经经历了一个多世纪的发展,人们在这一过程当中,将其不断完善,并且尝试运用在航空航天领域当中 。
核电池的漫长发展历程
比如早在1956年时,美国就制定了核动力辅助计划,简称SNAP,并且在1961年时就成功发射了载有放射性同位素温差发电器的导航卫星 。
再看我国,科学家在2006年时将百毫瓦级钚-238同位素电池成功研制了出来,并将其运用在了嫦娥三号和嫦娥四号的探测器当中 。
嫦娥三号和嫦娥四号都搭载了核电池
可以说,在各国都聚焦于航天发展的时代背景下,核电池的研究一直未曾止步 。而在这个过程当中,大家也发现了许多等待解决的问题 。
航天发展迫切需要核电池
第一个就是放射性同位素的选择 。比如上文中所说的纳米金刚石电池,其利用的放射性同位素是半衰期为5000多年的碳-14 。而在核电池的研发当中,除了要考虑半衰期以外,还要
半衰期可达5000多年的碳-14
以放射性核素生产方式为例,这一点决定了所用放射源的成本 。如果直接能从核废料中进行简单的提取,那自然是最好不过了 。当然,提纯的过程中,也要考虑到放射性核素毒性的基本情况,若是毒性过强,肯定是不宜拿来作为民用电池的 。

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