可续航上千年！中国首款碳-14核电池研制成功，外媒：颠覆性突破
可续航上千年！中国首款碳-14核电池研制成功，外媒：颠覆性突破
2025年3月9日，江苏江阴的一场发布会改写了人类能源史，全球首款基于碳-14同位素的核电池“烛龙一号”横空出世。这个仅有指甲盖大小的装置，以“理论寿命上千年、能量密度超锂电池50倍”的颠覆性参数震撼世界。
“烛龙一号”的核心秘密藏在它的原料里。碳-14这个原本令核电站头疼的放射性同位素，被中国科学家玩出了新花样。传统核电池使用的钚-238每克成本高达8000美元，而“烛龙一号”通过从核废料中提纯碳-14，将原料成本直接砍到前者的1/20。
更绝的是，研发团队用金刚石半导体打造了一个“原子牢笼”，既能捕获β衰变释放的电子形成电流，又能将辐射量控制在坐10次飞机的剂量水平（每年<2毫西弗）。
实验室数据揭示了它的硬核实力：2200mWh/g的能量密度比顶级锂电池高出50倍，相当于一粒米大小的核电池就能让物联网传感器工作百年；-100℃至200℃的全温域适应性，让南极科考站和火星探测器彻底告别“冻僵断电”的尴尬；更惊人的是加速老化实验显示，连续工作300年后功率仅衰减8%。
这种性能让《自然》能源子刊直呼：“中国把原子级能源革命装进了芯片。”
在无锡贝塔医药的实验室里，一盏LED灯已经持续闪烁了4个月，完成超过35000次脉冲——这看似简单的演示，背后是能量转换效率突破8%的技术奇迹。要知道，传统核电池的能量转化率通常不足2%，而“烛龙一号”通过碳化硅半导体技术，将短路电流提升到282nA，开路电压达到2.1V，成功驱动蓝牙芯片完成信号传输。
这种突破不仅让西北师范大学苏茂根教授团队拿下关键专利，更意味着核电池首次具备了消费电子应用的潜力。
安全设计更是颠覆认知。多层碳化硅防护结构构成的“钻石铠甲”，让电池即便在1500℃烈焰或50MPa深海高压下，放射性泄漏风险也低于十亿分之一。实测辐射剂量0.1μSv/h的数据，甚至比自然本底辐射还低。这种本质安全特性，彻底打破了公众对核能的传统恐惧。
医疗领域正在经历革命性变革。传统心脏起搏器每5-10年就要开胸更换电池，而“烛龙一号”的植入意味着90岁老人可以和孙辈共享同一枚“能源心脏”。更激动人心的是，它为脑机接口提供了永久供能方案——瘫痪患者通过意念操控机械臂的时代正在加速到来。据估算，全球每年120万台植入式医疗设备将因此告别续航焦虑。
在航天领域，这个“中国芯”正在改写深空探测规则。旅行者探测器靠钚-238电池坚持了45年，而“烛龙一号”的千年续航能力，让飞出太阳系的探测器不再是科幻。未来的火星基地里，核电池驱动的3D打印机可以直接用月壤建造房屋；近地轨道上的微型卫星群，则能摆脱太阳能帆板的束缚，实现全姿态持续作业。
物联网世界更是迎来“永动机”时代。南海深处的监测传感器、珠峰之巅的气象站、沙漠腹地的生态探测器，这些过去需要冒着生命危险维护的设备，现在装上核电池就能“一劳永逸”。据测算，单个核电池支撑的智能设备全生命周期成本将骤降90%，激活万亿级传感器网络的终极形态。
这项突破背后，是中国科学家14年的卧薪尝胆。从碳-14同位素提纯纯度达到99.9997%，到β伏特半导体转换效率突破35%（国际水平仅4%），每个小数点后的进步都凝聚着自主创新的汗水。更值得称道的是，团队成功构建了从核废料处理、同位素分离到器件封装的完整产业链，让中国首次在核能微型化领域掌握标准制定权。
战略价值远不止技术本身。每块核电池可消耗30克核废料，仅秦山核电站的废料就足够生产10亿块电池。这种变废为宝的循环模式，每年能减少碳排放400万吨，为“双碳”目标提供核能方案。而随着“烛龙二号”工程启动，硬币大小的实用型核电池将在2025年底面世，推动智能手表、植入芯片等消费电子进入“永生”时代。
当美联社用“颠覆性突破”定义这项技术时，他们或许低估了其文明意义。在甘肃辐射技术产业园的仓库里，搭载核电池的地质传感器正在记录气候变化，这些数据将被千年后的人类读取；即将启程的深空探测器携带中文信息飞向银河，它们的工作寿命可能超过人类文字文明史。
正如研发团队所说：“我们不仅在造电池，更在铸造文明的火种。”从商周甲骨到量子芯片，从敦煌飞天到星际穿越，中华民族对永恒的追问从未停息。“烛龙一号”的诞生，既是能源革命的里程碑，更是一场跨越时空的浪漫对话——当未来考古学家拆解这个时代的科技遗产时，他们会发现，这颗“中国芯”仍在强劲跳动。
碳-14同位素示意图
“烛龙一号”内部结构示意图
多层碳化硅防护结构示意图
植入式医疗设备应用示意图
深空探测器应用示意图
研发团队工作场景
搭载核电池的地质传感器