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手機(jī)沒(méi)電、充電寶沒(méi)帶、找不到插座……這些"充電焦慮"困擾著我們的日常生活。

然而，這些煩惱在不久的將來(lái)可能成為歷史。近日，我國(guó)首款碳-14核電池"燭龍一號(hào)"成功問(wèn)世，這款黑科技電池能持續(xù)放電長(zhǎng)達(dá)千年，而且升級(jí)版僅有硬幣大小。

那么這款電池到底有何神奇之處？?jī)r(jià)格是否便宜？對(duì)人體又是否有傷害？

首先，咱們得搞清楚一個(gè)問(wèn)題：這個(gè)"燭龍1號(hào)"和咱們平常用的電池有啥不同？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，普通電池是靠化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，用一點(diǎn)少一點(diǎn)，最后化學(xué)物質(zhì)耗盡就沒(méi)電了。

而"燭龍1號(hào)"是一種核電池，它利用放射性同位素碳-14的衰變來(lái)發(fā)電，這個(gè)過(guò)程超級(jí)緩慢，能持續(xù)幾千年！

之所以命名“燭龍”，是因?yàn)樗駛髡f(shuō)中那條能照亮萬(wàn)物的神龍一樣，點(diǎn)亮后就能持續(xù)發(fā)光發(fā)熱。

說(shuō)到它的工作原理，其實(shí)挺有意思的。碳-14在衰變過(guò)程中會(huì)釋放出β粒子（就是高速電子），這些電子被特殊設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體材料（主要是碳化硅）捕獲并轉(zhuǎn)化為電流。

這個(gè)過(guò)程持續(xù)不斷，只要有碳-14存在，就能源源不斷地產(chǎn)生電能。跟太陽(yáng)能電池靠光子激發(fā)電子不同，核電池是靠放射性衰變直接產(chǎn)生電子，所以不受環(huán)境光照影響，白天黑夜、晴天雨天都能穩(wěn)定工作。

目前的"燭龍一號(hào)"工程樣機(jī)雖然不大，但也還沒(méi)有小到能放進(jìn)口袋里的程度。研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在加緊開(kāi)發(fā)"燭龍二號(hào)"，據(jù)說(shuō)只有硬幣大小，卻擁有更高的功率密度。這么小的體積里蘊(yùn)含著強(qiáng)大的能量，就像是把一座微型核電站濃縮到了極致。

關(guān)于它的特點(diǎn)，最突出的就是"三超"：超長(zhǎng)壽命（理論壽命數(shù)千年）、超高耐受（能在零下100度到200度的極端溫度下工作）、超級(jí)穩(wěn)定（50年內(nèi)性能衰減不到5%）。這三大特點(diǎn)讓它成為一種真正的"千年電池"，在電池家族中堪稱另類的存在。

普通鋰電池的壽命通常只有幾年，即使最好的也就幾十年；溫度范圍通常是-20℃到60℃，超出這個(gè)范圍就會(huì)損壞或性能大幅下降；使用幾年后，容量通常會(huì)下降到原來(lái)的80%以下。相比之下，"燭龍1號(hào)"簡(jiǎn)直就是電池界的"常青樹(shù)"，不僅壽命長(zhǎng)得驚人，還能在極端環(huán)境下保持穩(wěn)定工作，完全顛覆了我們對(duì)電池的傳統(tǒng)認(rèn)知。

千年?duì)T龍完全自主生產(chǎn)

研發(fā)這樣一款電池絕非易事，這是一場(chǎng)充滿挑戰(zhàn)和突破的技術(shù)馬拉松。西北師范大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)和無(wú)錫貝塔醫(yī)藥科技公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同攻克了這一難題。

故事從碳-14這種特殊的放射性同位素說(shuō)起。為什么選擇碳-14作為放射源？首先是因?yàn)樗?jí)安全！它發(fā)出的β射線能量很低，甚至穿不透我們的皮膚，也不會(huì)釋放更危險(xiǎn)的γ射線。

這就像是一只溫順的小貓，而不是一頭兇猛的獅子。其次，它的半衰期長(zhǎng)達(dá)5730年，這意味著5730年后，碳-14的量才會(huì)減少一半，可以說(shuō)是能源界的"長(zhǎng)壽冠軍"。

但是獲取和處理碳-14并不容易。碳-14在自然界中的含量極低，主要是宇宙射線與大氣中氮原子相互作用產(chǎn)生的，濃度只有萬(wàn)億分之一量級(jí)。要獲取足夠量的碳-14，需要人工制備，這個(gè)過(guò)程技術(shù)復(fù)雜，成本高昂。

無(wú)錫貝塔醫(yī)藥科技公司經(jīng)過(guò)15年的努力，終于解決了一個(gè)大難題：如何高效制備碳-14放射源。他們成功開(kāi)發(fā)出了一種技術(shù)，可以把原材料碳酸鋇轉(zhuǎn)化為含碳量高的化合物，而且整個(gè)過(guò)程中能保留90%以上的有效成分。這項(xiàng)技術(shù)突破非常關(guān)鍵，因?yàn)樗蟠蠼档土松a(chǎn)成本，讓核電池離實(shí)際應(yīng)用更近了一步。

除此之外，還需要一種特殊的換能器件，就像是一個(gè)能把放射能轉(zhuǎn)化為電能的"轉(zhuǎn)換器"。研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)3年的技術(shù)攻關(guān)，終于掌握了高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的換能器件制備技術(shù)。這個(gè)換能器件主要是基于碳化硅半導(dǎo)體材料，它能夠高效捕獲β粒子并產(chǎn)生電流。團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和材料選擇，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，減少了能量損失。

另外，核電池的封裝也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種平面布局的封裝技術(shù)，不僅能保護(hù)核電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能屏蔽輻射，讓它在各種復(fù)雜環(huán)境下都能安全穩(wěn)定地工作。

“燭龍一號(hào)”問(wèn)世不僅是一項(xiàng)技術(shù)突破，更是中國(guó)科技自主創(chuàng)新的又一重要成果。從核心材料研發(fā)到換能器件制造，"燭龍一號(hào)"擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這在當(dāng)前強(qiáng)調(diào)科技自立自強(qiáng)的背景下尤為重要。

燭龍?jiān)谑裁搭I(lǐng)域發(fā)光

說(shuō)了這么多，大家一定很好奇："燭龍1號(hào)"能用在哪些地方？費(fèi)這么大勁研發(fā)一款能用千年的電池，到底有什么用？

在醫(yī)療領(lǐng)域，心臟起搏器需要定期更換電池，這對(duì)病人來(lái)說(shuō)是一種痛苦的體驗(yàn)。但如果用上"燭龍1號(hào)"，患者可能只需要一次手術(shù)，就能獲得終身的能源供應(yīng)。同樣，腦機(jī)接口等植入式設(shè)備也可以從中受益，讓病人不再為了更換電池而反復(fù)接受手術(shù)。

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模正在快速擴(kuò)大，未來(lái)可能達(dá)到萬(wàn)億級(jí)別。如果這些傳感器都需要定期更換電池，那將是一場(chǎng)噩夢(mèng)。而"燭龍1號(hào)"可以為這些設(shè)備提供持久的能源，大大減少維護(hù)成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)。

在極端環(huán)境下，比如海洋深處、南極北極這樣人跡罕至的地方，設(shè)備的能源供應(yīng)一直是個(gè)大問(wèn)題。"燭龍1號(hào)"不受溫度影響，無(wú)需維護(hù)保養(yǎng)，是這些場(chǎng)景下的理想選擇。在南極布置一個(gè)監(jiān)測(cè)站，可能幾代科學(xué)家都不需要擔(dān)心它的電源問(wèn)題！

至于宇宙深空探測(cè)，電池的壽命直接決定了探測(cè)器的工作時(shí)間。"燭龍1號(hào)"可以讓探測(cè)器在遙遠(yuǎn)的太空中工作數(shù)百年甚至更久，為人類探索宇宙奧秘提供源源不斷的能量支持。

那么，這種高科技電池會(huì)不會(huì)有危險(xiǎn)？會(huì)不會(huì)很貴？

關(guān)于安全性，前面提到過(guò)，碳-14發(fā)出的β射線能量很低，穿透力弱，加上專業(yè)的封裝技術(shù)，使用起來(lái)非常安全。它不像核電站那樣存在核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，更像是一個(gè)被嚴(yán)密控制的小型能源盒子。而且碳-14是一種弱β輻射體，它的輻射能量比常見(jiàn)的自然背景輻射還要低，經(jīng)過(guò)專業(yè)封裝后，外部幾乎測(cè)不到輻射，可以放心使用。

至于成本，目前"燭龍一號(hào)"還處于工程樣機(jī)階段，價(jià)格肯定不便宜。但隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模化生產(chǎn)，成本有望大幅降低。而且，考慮到它超長(zhǎng)的使用壽命，平均到每年的成本其實(shí)是很低的。就像買房子和租房子的區(qū)別，前期投入大，但長(zhǎng)期來(lái)看非常劃算。

當(dāng)然，"燭龍一號(hào)"還有很長(zhǎng)的路要走。團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)"燭龍二號(hào)"，在體積、安全防護(hù)和封裝上實(shí)現(xiàn)新突破，功率密度有望翻一倍。產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中可能面臨產(chǎn)能、成本控制以及市場(chǎng)認(rèn)知度等挑戰(zhàn)，但前景無(wú)疑是光明的。