钚-238即將耗盡！人類飛出太陽系，必須要靠它了？

一種能持續供電432年的“終極核電池”燃料，正從無人問津的核廢料中被提取出來，或將決定人類文明是否能夠飛出太陽系！

根據Kaif Shaikh于2025年11月14日發表在《太空》（Space）媒體上的一篇深度報道，一場重塑深空探索的能源革命可能已悄然來臨。這場革命的核心，是一種你可能只在煙霧報警器里見過的元素——镅 (Americium)

它不僅關乎我們能否飛得更遠、飛得更久，更關乎歐洲等航天大國能否打破美國在深空動力上的“能源壟斷”。領銜這項研究的，正是歐洲航天局 (ESA) 和英國萊斯特大學等機構，他們正試圖將這個“冷門”元素，變成人類飛向星辰大海的“耐力之心”。

為什么這場革命如此重要？因為宇宙，真的太黑，也太冷了。

在地球軌道，陽光普照，太陽能電池板是王者。但一旦越過火星，陽光就成了奢侈品。到了木星，陽光強度只有地球的1/25；到了冥王星，更是只有1/1000。

指望太陽能？如果“旅行者”號（Voyager）靠太陽能，它的電池板得有足球場那么大。

所以，近半個世紀以來，所有飛向深空的探測器——旅行者號、卡西尼號、新視野號——它們的心臟，都不是太陽能，而是一種叫“放射性同位素熱電發生器” (RTG) 的核電池。

它的燃料，就是大名鼎鼎的钚-238 (Plutonium-238)

它半衰期長達88年，每克能釋放0.5瓦的熱功率，穩定、高效、持久。它是過去50年當之無愧的“深空之王”。

然而，王座之下，危機四伏。

一個殘酷的現實是：钚-238在自然界中根本不存在。它不是挖礦挖出來的，而是要在核反應堆里，用極其復雜昂貴的工藝，一點點“制造”出來。

冷戰期間，美蘇都生產了大量钚-238。但冷戰一結束，生產線就關了。

等到NASA在21世紀初雄心勃勃準備重返深空時，突然發現——燃料沒了！

地主家也沒余糧了。

盡管美國在2015年重啟了生產線，但每年的產量僅有幾百克。而一次大型火星車任務，就需要幾公斤

算盤一打，NASA都快哭了。沒有這顆“心臟”，什么木衛二、什么土衛六、什么星際穿越，統統免談。

人類的深空探索，正面臨“斷電”危機。

就在這時，一個“肥豬流”選手登上了歷史舞臺。

它就是镅-241 (Americium-241)

它在哪？答案你絕對想不到——在核廢料里

當核反應堆使用過后，會產生大量高放射性廢料。而镅-241，就是這些廢料中另一種元素（钚-241）緩慢衰變后的“副產品”。

別人避之不及的“核垃圾”，在英國等歐洲科學家眼里，突然變成了金礦。英國擁有大量民用核廢料庫存，里面全是“寶藏”。

歐洲航天局 (ESA) 笑了：美國的钚-238不賣給我？沒關系，我們自己去“垃圾堆”里淘寶。

難道，镅-241比钚-238還牛？

恰恰相反。如果只看數據，镅-241是個不折不扣的“弱雞”。

它的半衰期，確實是驚人的432年，是钚-238的近5倍！

但它的功率密度，只有可憐的0.1瓦/克，是钚-238的五分之一！

這是什么概念？

钚-238是“短跑冠軍”：動力強勁，適合火星車這種需要到處跑、打激光、鉆孔的“耗電大戶”。

镅-241是“馬拉松選手”：動力很弱，但耐力超強，適合那些需要飛幾百年、穿越星際的“漂流任務”。

問題來了：如果你想讓镅-241提供和钚-238一樣的功率，你就需要5倍的燃料。在航天領域，“質量”就是生命，多一克都是原罪。

難道，镅-241注定只是個“備胎”？

歐洲的科學家們當然不傻。他們搬出了一個“古董”技術，來解決這個“五分之一”的難題。

這個技術，叫斯特林發動機 (Stirling engine)

你不需要懂它復雜的原理，你只需要知道一件事：

• 傳統的RTG（用“熱電偶”），把熱量轉為電能的效率低到感人，只有5%
• 而斯特林發動機（一種熱機），能把效率輕松干到25%以上！

5% 對 25%！

這就像你開同一輛車，用了同樣多的油，斯特林發動機能讓你跑出5倍的里程！

奇跡發生了：镅-241“五分之一功率”的短板，被斯特林發動機“5倍效率”的優勢，完美地抵消了！

雖然斯特林發動機有“活動部件”，可靠性不如傳統RTG，但科學家們正在解決這個問題。

于是，深空探索的版圖，被徹底改寫了。

钚-238不再是唯一的神。

• 美國手握“高性能”的钚-238，繼續負責需要大功率的“旗艦沖刺”任務。
• 歐洲手握“超長待機”的镅-241，開辟了低功耗的“百年漂流”新賽道。

未來，當NASA的“星際探測器” (Interstellar Probe) 啟程，它需要飛越1500億公里，飛行上百年。到那時，钚-238的電量早已耗盡，而镅-241，才剛剛“熱身”。

人類文明終于有了一種“火種”，它能飛越幾代人的時間，帶著我們的信息，抵達真正的星際空間。

而這個火種，竟來自我們曾經最頭疼的核廢料。

參考文獻：

• Shaikh, K. (2025, Nov 14). Americium: How a small element could power the next century of space exploration. Space.