第7章 β衰变才是未来【新书求收藏!】

作者:做科研的萌酱 加入书签推荐本书

不同的是。

α衰变是一个原子核释放出一个α粒子,并转化为一个质量数减少4、核电荷数减少2的新原子核,因为α粒子和一个氦原子核相同,所以从本质上讲,α衰变是量子力学隧穿效应的一个微观应用。

在衰变过程中,α粒子的动能约为5mev,速度是15000km/s,速度相对缓慢,只有光速的二十分之一,同时它的质量也比较大,因此,它们很容易与其他原子相互作用而失去能量。

哪怕是一层几厘米厚的空气,也能将其完全吸收。

除了速度慢、难以利用外,α衰变还具有一个更为棘手的弊端。

那就是,α粒子的动能,远低于库仑势垒的20兆电子伏!

根据经典力学原理,由于库仑势垒的阻挡,α粒子不能跑到核外,也就无所谓放不放电了。

直到二十世纪二十年代,量子力学诞生,才从量子隧穿效应的角度解释了α衰变的本质。

科学家发现,像‘钚’等少数放射性元素,其在进行衰变时,α粒子有一定几率穿透势垒跑出原子核……

由此,便诞生了现在的太空核电池!

最典型的例子就是火星车和航天器上使用的钚238核电池,根据科学家计算,它的半衰期可达87年。

不过遗憾的是,它的功率非常小。

由于钚238的能量密度非常低,一款世界先进的rtg能源中枢,自重就达到了45公斤,却只能产生约110w的功率,和手机充电器的功率差不多。

要知道,目前主流的电动汽车,功率已经达到了70kw至250kw。

两者相差足足一千多倍!

同时,钚在衰变时不仅会释放出α粒子,还会释放出中子和γ射线!

γ射线,就是漫威电影中照射绿巨人的那个!

除此之外,钚238的成本也高得离谱,1g的钚238,就需要上千万美金!

以钚238超低的能量利用率,想要真正派上用场,其质量最低也得按斤来计算……

那就是几十亿美金!

除了夏国和漂亮国,全世界没有几个国家撑得起这样的消耗!

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