1988年，美國忍痛讓鈈-238這種在其太空探索史上居功甚偉的燃料停產。直到25年後，麵對即將告罄的庫存，美國毅然重啟鈈-238生產線，在今年3月成功生產出了少量的鈈-238。既然鈈-238如此重要，美國當年為何要停產
？如今重返舞台
，鈈-238能否讓美國的太空任務從此再無燃料之憂？
　　
　　今年3月
，美國太空探測器“旅行者1”號因其行蹤而引起了國際航天研究者廣泛的關注。在美國地球物理聯合會的新聞發布會上，有科學家指出，宇宙射線的顯著變化表明，35年前發射的“旅行者1”號已離開太陽係
，成為第一個“逃離”太陽係的人造探測器。雖然這一猜測並沒有得到美國宇航局（NASA）本身的確認，但提出上述說法的科學家有自己的“依據”：早在去年6月

，NASA就宣布“旅行者1”號已接近太陽係邊界，即將飛入未知的恒星際空間，距離太陽已超過180億公裏。迄今為止，“旅行者1”號在太空中已經“工作”35年了。
　　
　　深空續航的動力
　　
　　“旅行者1”號之所以在發射後這麼久還能正常工作

，長效核電池功不可沒。它使用的核燃料是鈈-238的二氧化物，半衰期為87.7年
，這比任何航天器壽命都要長。如果“旅行者1”號仍以當前的速率消耗燃料，核電池要到2025年才停止運轉。
　　
　　日常生活中，我們常因手機電量耗盡
、數碼相機沒電而感到不便。如果類似的事情發生在太空中

，那就意味著與地球失去聯係、探測設備無法工作
、探測車無法移動

，任務宣告失敗。
　　
　　weibimianzheyangdeqingkuangfasheng

，bixuweitaikongtanceqipeibeijingjiunaiyongdedianyuan。shouhangtianqitijiherenwushijiandexianzhi
，zhezhongdianyuanjibunengtaida，yebunengshoumingtaiduan。yinweifangshexingtongweisushuaibianshishifangdenengliangdaxiaoheshifangsudubushouwaijiehuanjingdewendu、化學反應、壓力
、電磁場的影響，所以在要求高功率、長壽命
、運(yun)行(xing)環(huan)境(jing)惡(e)劣(lie)的(de)供(gong)電(dian)領(ling)域(yu)，核(he)電(dian)池(chi)是(shi)絕(jue)佳(jia)的(de)選(xuan)擇(ze)。特(te)別(bie)是(shi)當(dang)航(hang)天(tian)器(qi)遠(yuan)離(li)太(tai)陽(yang)或(huo)位(wei)於(yu)星(xing)球(qiu)表(biao)麵(mian)上(shang)
，難(nan)以(yi)靠(kao)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)長(chang)時(shi)間(jian)供(gong)電(dian)時(shi)
，能(neng)量(liang)密(mi)度(du)高(gao)、使用時間長的核電源更是唯一的選擇。以去年8月降落在火星表麵的美國火星車“好奇”號為例
，要在火星上工作兩年的它，電力由一台“放射性同位素熱電發生器”提供，本質上就是一塊核電池。該電池的設計使用壽命為14年
，可為重達一噸的“好奇”號提供充足電力。它不但比太陽能電池耐久，也不會像太陽能電池那樣受火星塵埃的影響。“好奇”號的核電池由兩部分組成：一個裝有鈈-238二氧化物的熱源和一組固體熱電偶。熱電偶是一種半導體，可以將鈈-238衰變產生的熱能轉化為電能。
　　
　　而沒有用核電池做能源的探測器往往是“短命”的。2008年11月2日，“鳳凰”號火星登陸器發出了最後的信號。由於“鳳凰”號著陸地點的光照出現季節性減少，不足以為太陽能電池充電，加上突如其來的一場沙塵暴，“鳳凰”號電量耗盡
，時間比預計提前了3周。
　　
　　為了避免未來前往太陽係黑暗角落執行任務的美國航天器遭受“鳳凰”號這樣的命運
，以及為確保美國能保持在航天領域的優勢
，鈈-238燃料對於美國來說顯然是不可或缺的。
　　
　　庫存告罄的由來
　　
　　美國太空核電池的研發始於1958年。1961年美國發射的導航衛星“子午儀-4A”首次配備了核電池。該電池外形接近球體，直徑約12.5厘米，重約2千克。個頭雖小
，它所提供的電力卻相當於一塊重300千克的鎳-銅電池。“子午儀-4A”衛星在太空運行了十多年，大大超過原來的設計壽命。
　　
　　幾十年來，核電池已為許多太空任務提供過動力。即便是在那些距離地球極其遙遠、環境惡劣的考察任務中（如飛至太陽係邊緣的“先驅者”號、飛向木星的“伽利略”號、飛向土星的“卡西尼”號等），核電池也保持著良好的工作業績。
　　
　　在核電池的支持下
，美國宇航局的探測器揭示了火星、木星
、土星和太陽係邊緣的奧秘
，但一係列成功曾一度麵臨成為絕唱的境遇，因為鈈-238雖然居功甚偉
，但也給美國惹了不少麻煩。
　　
　　1964年，美國發生一起火箭發射事故，導致一枚用鈈核電池做能源的衛星損毀，鈈核電池在空中爆炸，導致鈈-238泄漏
，有害物質散落全球。這起事故曾引發人們對鈈-238危害的大討論。僅僅一年後，美國在喜馬拉雅山上遺失了一個用鈈-238核電池提供能源的裝置
，這個過失引起的擔憂顯而易見。
　　
　　最令人擔憂的是
，鈈-238的放射性比用於生產核武器的鈈-239要強數百倍，更何況它的半衰期長達88年，一旦發生汙染，將在很長時間內對汙染區域產生輻射威脅，在自然作用下很難消除影響。此外
，政府官員也承認，生產鈈-238會產生大量的有毒放射性廢物，這也是美國政府忍痛停止生產鈈-238的原因。
　　
　　能否再顯神通
　　
　　從1988年開始
，美國不再生產鈈-238
，此後核電池所用的鈈-238或者使用庫存
，或者從俄羅斯進口。但最近幾年
，美國鈈-238存量已經到了即將用完的程度，而俄羅斯也在2010年不再出口鈈-238到美國。如果沒有新的供應，探索太陽係的活動可能很快就會戛然而止。“如果不重新啟動鈈-238的生產，無論是美國，還是任何其他國家在10年後都不可能有能力再進行某些重要類型的行星任務。”美國國家研究委員會在2011年的一份報告中得出了這個結論。
　　
　　麵對可能出現的“無鈈可用”的局麵——鈈-238目前庫存隻剩16.8千克
，美國唯有尋求自給自足。直到2012年，美國眾議院才同意開始重新生產鈈-238，以減少對外依賴。今年3月
，美國宇航局的官員宣布，該國經過測試生產，已經在橡樹嶺國家實驗室成功生產出了極少量的鈈-238，為避免這種重要的航天器燃料短缺局麵邁出關鍵一步。“我們希望能源部（DOE）能給一個完整的時間表，然後讓鈈的生產重新走上軌道，每年大約生產出1.5千克。它的進展會相當順利。”美國宇航局行星科學部主任吉姆?格林樂觀地預測說。
　　
　　問題是，鈈-238製造起來很複雜，成本也很高，全麵重新啟動生產線將需要數年時間
，耗資約1億美元。要五六年後才能產出新的鈈-238
，平均每年隻能生產1.5千克，而目前在太空任務上每年要消耗幾千克的鈈-238。
　　
　　除了試驗新的方法更高效地生產鈈-238以外，如何精打細算使用核燃料也是核電池使用中的重要問題。
　　
　　目前的核電池幾乎都是“靜態熱電型”溫差發電器，熱電轉換效率較低。最近十幾年，“動態型”同位素發電係統已開始工程設計和論證。它先將熱能轉變成機械能

，再把機械能轉換成電能。此外，有些可用可不用鈈-238的航天器
，也改用太陽能電池，例如2011年發射的“朱諾”木星探測器。未來美國想要保持在深空探索領域的優勢，除了繼續生產鈈-238之外，或許開發新的高密度能源，才是提升未來航天器續航力的解決之道。