【寫在前面】

在最近熱映的技術(shù)流硬科幻《火星救援》中，各種黑科技讓觀眾興奮不已。

火星在黎明前，溫度可低至零下八十度，為了不被凍死，馬特達(dá)蒙機(jī)智地從沙塵中挖出了核電池取暖（也就是被他纏上一圈金屬紙的玩意兒），邊纏邊說如果電池?fù)p壞那就“no human”了。

取出后，馬特達(dá)蒙把核電池放在了他的座椅后，這著實(shí)讓觀眾捏了一把汗。把放射性物質(zhì)，放在離自己這么近的距離內(nèi)，真的安全嗎？影片里的核電池，究竟是什么鬼？

嚴(yán)格來說，核電池叫放射性同位素?zé)犭姍C(jī)（（Radioisotope Thermoelectric Generator，縮寫RTG），利用放射性衰變的熱量進(jìn)行溫差發(fā)電，通常使用的同位素就是钚238。所以同位素的放射性真的不會對人類造成傷害嗎？

由于火星表面晝夜溫差極大、一般化學(xué)電池?zé)o法工作，太陽能電池又無法用于深空，放射性同位素?zé)犭姍C(jī)可謂是深空探測中理想的能源。使用钚238作為核電池發(fā)熱材料的主要優(yōu)勢在于，處于鈾系衰變系當(dāng)中的钚238衰變產(chǎn)生的各種子體幾乎沒有伽瑪射線，輻射防護(hù)非常簡單和輕量化；半衰期也比較合適（88年）可以在相當(dāng)長的時(shí)間提供穩(wěn)定的功率，足以滿足二十年甚至更久的深空任務(wù)。

在超過四十年的時(shí)間里，NASA已經(jīng)安全的使用放射性熱電發(fā)電機(jī)（RTG）為二十多個(gè)太空任務(wù)提供電力來源。

本文原載于“核電那些事”微信公眾號（hediannaxieshi）。“核電那些事”是由一群核電發(fā)燒友自發(fā)組織形成的行業(yè)自媒體，著力于可視化科普，希望實(shí)現(xiàn)重工業(yè)輕閱讀的閱讀體驗(yàn)。澎湃新聞（www.kxwhcb.com）經(jīng)該公眾號授權(quán)轉(zhuǎn)載此文。

取暖是否可行？

首先說，用Pu取暖完全沒有問題。影片中的裝置叫做放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（RTG），能夠把Pu-238放射性衰變釋放的熱量轉(zhuǎn)化成電力。在現(xiàn)實(shí)中，超過四十年的時(shí)間里，NASA已經(jīng)安全的使用放射性熱電發(fā)電機(jī)（RTG）為二十多個(gè)太空任務(wù)提供電力來源。其中包括阿波羅登月任務(wù)、好奇號火星車和未來2020火星任務(wù)的火星車中將使用下一代升級版的發(fā)電機(jī)。

RTGs是一種太空電池，它利用钚-238放射性衰變過程中釋放的熱量發(fā)電。好奇號上RTG產(chǎn)生大約110瓦甚至更少的的功率，差不多比燈泡的平均功率高一些。

RTG，放射性同位素?zé)犭姍C(jī)，利用放射性衰變熱量進(jìn)行溫差發(fā)電

那么，熱功率是否足夠大呢？钚-238的半衰期僅為88年，這意味著它的放射性衰減之快可以讓它非常熾熱，能夠使Pu-238燒的通紅，如下圖所示。好奇號的RTG大概產(chǎn)生2000瓦的熱量，設(shè)計(jì)使用壽命為14年，取暖夠用了吧。

是否會對人體產(chǎn)生危害？

Pu-238主要是阿爾法衰變，RTG主要是放出α射線，只能在空氣中穿透幾英尺，空氣中移動幾厘米就over了，基本是一張紙或者健康的皮膚就擋住了，這點(diǎn)放射性跟火星上的本底相比，微乎其微，我觀察到他在同位素放射物質(zhì)外纏了一圈金屬紙，吸收掉了大部分α射線，更何況馬特達(dá)蒙還穿著那么厚的宇航服。

放射性不用考慮了，另一方面，Pu是有劇毒的，只有當(dāng)它非破碎成非常細(xì)小的粒子或蒸發(fā)，并被人體吸入或攝入的時(shí)候才可能對人體健康造成影響，這才是可怕的。

在《火星救援》中，乘組為了以防火星上升飛行器的钚基RTG電池泄露而將它掩埋在遠(yuǎn)離居住艙的地方）。就像電影中一樣，為防止任何泄露事故，钚-238放置在多層先進(jìn)的材料保護(hù)中，確保即時(shí)在嚴(yán)重的事故中也不會發(fā)生泄露。產(chǎn)生出的同位素是以陶瓷形式存在，且不溶于液體，所以不可能被誤吸和誤吞。

所以在火星上用Pu取暖很安全、很好用。

向雷德利·斯科特致敬

參考資料｜知乎、NASA

鳴謝｜地下工作者