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迄今為止，人類所能夠掌握的最大能量就是核能了，而核能之所以如此強大，則是因為核反應能夠?qū)①|(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。

在人類掌握核能之前，所能夠獲得的能量基本來自于化學反應，而化學反應所產(chǎn)生的能量遠不能與核能相比，其原因就是化學反應的過程中幾乎不出現(xiàn)質(zhì)量損失，反應前的物質(zhì)總質(zhì)量與反應后的物質(zhì)總質(zhì)量是相等的，這一點從化學式配平上就能夠一目了然。事實上后來人們知道了化學反應的過程同樣會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，只不過極其微小，以致可以忽略不計罷了。核反應與化學反應不同，在核反應的過程中會出現(xiàn)肉眼可見的質(zhì)量損失，而這些損失的質(zhì)量就會轉(zhuǎn)化為能量。

質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的過程有多么可怕呢？原子彈就是一個最好的例子。

1945年8月6日，美國在日本廣島投放了一顆名為“小男孩”的原子彈，在原子彈爆炸之后造成的直接死亡人數(shù)就超過了10萬人，在爆炸點附近0.36平方公里的范圍內(nèi)，一切事物都摧毀殆盡，10平方公里范圍內(nèi)的人都出現(xiàn)了不同程度的燒傷。是不是很厲害？但更厲害的地方在于這顆原子彈實際上只通過核裂變反應產(chǎn)生了1克左右的質(zhì)量虧損。1克物質(zhì)的質(zhì)量就能夠轉(zhuǎn)化為如此巨大的能量嗎？是的，沒錯。愛因斯坦雖然不是原子彈的制造者，但他為原子彈提供了理論基礎(chǔ)，因為就是他發(fā)現(xiàn)了質(zhì)能方程E=mc2。

在質(zhì)能方程中，E代表能量，m代表損失的質(zhì)量，c代表光速，而光速取值299792458m/s。

由此可見，光速的平方是一個極其巨大的數(shù)字，所以即便只有1克的質(zhì)量損失，也能夠產(chǎn)生極為巨大的能量。核能就是通過質(zhì)量損失而獲取能量，而通常所說的核能包括三種不同的形式，第一個就是核裂變，簡言之就是一個重元素通過裂變反應生成兩個輕元素，第二個則是核聚變，它與核裂變相反，是兩個輕元素通過聚變反應合成一個重元素，無論是裂變反應，還是聚變反應，過程中都會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量會以能量的形式釋放出來。而在核裂變與核聚變之外，還有第三種形式的核能，就是自然衰變。

放射性元素由于自身的不穩(wěn)定性，所以會隨著時間的推移而發(fā)生衰變。

什么是衰變呢？簡單來講就是一種放射性元素釋放出幾個粒子，然后變?yōu)榱硪环N元素的過程，不同放射性元素的衰變周期是不同的。當一種放射性元素釋放出幾個粒子變?yōu)榱硪环N元素之后，會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，而這些虧損的質(zhì)量就會以熱量的形式被釋放出來。有了熱量之后，我們只需要將熱量轉(zhuǎn)化為電能就可以加以利用了，而將熱能轉(zhuǎn)化為電能可以利用“溫差發(fā)電效應”，這就是核電池的基本原理。當然，核電池只是通俗的叫法，嚴謹一點來說應該稱其為“放射性同位素電池”。

放射性元素的衰變是具有持續(xù)性的，有些放射性元素的衰變過程可以持續(xù)數(shù)十年，乃至數(shù)百年。

如此說來，一塊核電池豈不是能夠工作很長時間？的確如此。一塊電池不用充電就可以使用一輩子，這么好的東西為什么不用在電動車上呢？將質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量的核能的確很強大，但其實也沒有我們所想的那么強大，特別是通過放射性元素自然衰變來獲取能量的核電池。核電池中最常使用的一種放射性元素就是钚238，它的原子核由94個質(zhì)子和144個中子組成，衰變的時候會釋放出2個質(zhì)子和2個中子，從而衰變?yōu)楹?2個質(zhì)子和142個中子的鈾234。

雖說很小的質(zhì)量就能夠轉(zhuǎn)化為極大的能量，但自然衰變所產(chǎn)生的質(zhì)量虧損實在是太小了。

一個質(zhì)子的質(zhì)量不過為1.6726219X10∧-27，即便是乘以光速的平方，所得的能量也是小得可憐，所以放射性元素自然衰變所釋放的那兩三個質(zhì)子和中子根本產(chǎn)生不了多少能量。可見，核電池裝備在航天器上還可以勉強用一用，如果放到地球上給電動車供能，就顯得力不從心了。一般來講，航天器上所搭載的核電池功率只有100瓦左右，而平時我們所騎乘的電動自行車的電機功率都在500瓦以上，所以核電池驅(qū)動電動自行車都費勁，就更不用妄想用它來驅(qū)動電動汽車了。

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