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现实中的钢铁侠电池

发布日期:2024-08-26 03:00    点击次数:135

红金配色的战甲是钢铁侠的象征,他胸口发光的“方舟反应炉”也令观众印象深刻。

方舟反应炉是战甲的动力源,其并非电影独创,在现实中,科学家们就制造了类似的能量装置。

  人造太阳

哪怕相隔1.5亿千米,你也能感受到太阳释放的光和热。太阳之所以拥有源源不绝的能量,靠的是内部发生的核聚变——两个较轻的原子核结合成一个更重的原子核的反应,在此过程中,原子核会失去一部分质量,并转化为巨大的能量。

核聚变不是恒星的专利,自80多年前,科学家就开始研究可控核聚变技术。钢铁侠的方舟反应炉就是一种核聚变反应堆,在现实中,人们已建成了数座核聚变实验反应堆。

但启动反应堆需要大量电力,因为只有达到非常高的温度和压力,才能把互相排斥的原子核挤到一起,引发核聚变。目前,反应堆仍然“入不敷出”,消耗的能量比聚变释放的能量还多,预计要到2050年,才能实现以核聚变作为能源。

 核动力心脏

反应堆也比方舟反应炉大得多,目前最小的反应堆直径将近1米,重达上百吨,现有的技术无法把反应堆缩小到方舟反应炉的尺寸。

尽管无法为战甲供能,但现实里的设备能实现方舟反应炉的另一项功能:保护心脏。

钢铁侠曾遭遇袭击,体内留有子弹碎片,他的胸口安装了一块电磁铁,由反应炉供电,将胸腔内的弹片吸附住以免它们刺入心脏。在现实中的1970年,一些医疗器械制造商开发出了核动力心脏起搏器。

  衰变能量

起搏器可以向心脏发送电信号,帮助心脏病患者维持正常的心跳。核动力起搏器的特殊之处在于,它的“电池”是钚(bù)-238、钷(pǒ)-147等放射性同位素。

就像山坡上的球会滚到低处一样,放射性同位素的原子核处于高能的不稳定状态,会持续放出粒子和能量,使核变得更稳定,这被称为“衰变”。衰变输出的能量不多,但极为耐用,使得核动力起搏器可以工作超过40年,患者终生都不需要更换电池。

 寿命太长被淘汰

然而,这些电池毒性很强,万一接触到血液,可能使患者死于放射病;为了避免风险,核动力起搏器也被装上了厚厚的屏蔽层,变得大而笨重。而且电池的寿命可能比患者还长,患者去世后电池仍有放射性,需要专门回收处理。如今,起搏器通常用锂电池供电,其能工作5~10年,医生会为患者定期检查,电量不足时便进行手术更换新的起搏器。

放射性同位素电池则被应用于太空探测器、深海设备或偏远地区的传感器中。在它的帮助下,人类1977年发射的航天器至今都能向地球传回信号。



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