钚-238即将耗尽！人类飞出太阳系，必须要靠它了？

一种能持续供电432年的“终极核电池”燃料，正从无人问津的核废料中被提取出来，或将决定人类文明是否能够飞出太阳系！

根据Kaif Shaikh于2025年11月14日发表在《太空》（Space）媒体上的一篇深度报道，一场重塑深空探索的能源革命可能已悄然来临。这场革命的核心，是一种你可能只在烟雾报警器里见过的元素——镅 (Americium)

它不仅关乎我们能否飞得更远、飞得更久，更关乎欧洲等航天大国能否打破美国在深空动力上的“能源垄断”。领衔这项研究的，正是欧洲航天局 (ESA) 和英国莱斯特大学等机构，他们正试图将这个“冷门”元素，变成人类飞向星辰大海的“耐力之心”。

为什么这场革命如此重要？因为宇宙，真的太黑，也太冷了。

在地球轨道，阳光普照，太阳能电池板是王者。但一旦越过火星，阳光就成了奢侈品。到了木星，阳光强度只有地球的1/25；到了冥王星，更是只有1/1000。

指望太阳能？如果“旅行者”号（Voyager）靠太阳能，它的电池板得有足球场那么大。

所以，近半个世纪以来，所有飞向深空的探测器——旅行者号、卡西尼号、新视野号——它们的心脏，都不是太阳能，而是一种叫“放射性同位素热电发生器” (RTG) 的核电池。

它的燃料，就是大名鼎鼎的钚-238 (Plutonium-238)

它半衰期长达88年，每克能释放0.5瓦的热功率，稳定、高效、持久。它是过去50年当之无愧的“深空之王”。

然而，王座之下，危机四伏。

一个残酷的现实是：钚-238在自然界中根本不存在。它不是挖矿挖出来的，而是要在核反应堆里，用极其复杂昂贵的工艺，一点点“制造”出来。

冷战期间，美苏都生产了大量钚-238。但冷战一结束，生产线就关了。

等到NASA在21世纪初雄心勃勃准备重返深空时，突然发现——燃料没了！

地主家也没余粮了。

尽管美国在2015年重启了生产线，但每年的产量仅有几百克。而一次大型火星车任务，就需要几公斤

算盘一打，NASA都快哭了。没有这颗“心脏”，什么木卫二、什么土卫六、什么星际穿越，统统免谈。

人类的深空探索，正面临“断电”危机。

就在这时，一个“肥猪流”选手登上了历史舞台。

它就是镅-241 (Americium-241)

它在哪？答案你绝对想不到——在核废料里

当核反应堆使用过后，会产生大量高放射性废料。而镅-241，就是这些废料中另一种元素（钚-241）缓慢衰变后的“副产品”。

别人避之不及的“核垃圾”，在英国等欧洲科学家眼里，突然变成了金矿。英国拥有大量民用核废料库存，里面全是“宝藏”。

欧洲航天局 (ESA) 笑了：美国的钚-238不卖给我？没关系，我们自己去“垃圾堆”里淘宝。

难道，镅-241比钚-238还牛？

恰恰相反。如果只看数据，镅-241是个不折不扣的“弱鸡”。

它的半衰期，确实是惊人的432年，是钚-238的近5倍！

但它的功率密度，只有可怜的0.1瓦/克，是钚-238的五分之一！

这是什么概念？

钚-238是“短跑冠军”：动力强劲，适合火星车这种需要到处跑、打激光、钻孔的“耗电大户”。

镅-241是“马拉松选手”：动力很弱，但耐力超强，适合那些需要飞几百年、穿越星际的“漂流任务”。

问题来了：如果你想让镅-241提供和钚-238一样的功率，你就需要5倍的燃料。在航天领域，“质量”就是生命，多一克都是原罪。

难道，镅-241注定只是个“备胎”？

欧洲的科学家们当然不傻。他们搬出了一个“古董”技术，来解决这个“五分之一”的难题。

这个技术，叫斯特林发动机 (Stirling engine)

你不需要懂它复杂的原理，你只需要知道一件事：

• 传统的RTG（用“热电偶”），把热量转为电能的效率低到感人，只有5%
• 而斯特林发动机（一种热机），能把效率轻松干到25%以上！

5% 对 25%！

这就像你开同一辆车，用了同样多的油，斯特林发动机能让你跑出5倍的里程！

奇迹发生了：镅-241“五分之一功率”的短板，被斯特林发动机“5倍效率”的优势，完美地抵消了！

虽然斯特林发动机有“活动部件”，可靠性不如传统RTG，但科学家们正在解决这个问题。

于是，深空探索的版图，被彻底改写了。

钚-238不再是唯一的神。

• 美国手握“高性能”的钚-238，继续负责需要大功率的“旗舰冲刺”任务。
• 欧洲手握“超长待机”的镅-241，开辟了低功耗的“百年漂流”新赛道。

未来，当NASA的“星际探测器” (Interstellar Probe) 启程，它需要飞越1500亿公里，飞行上百年。到那时，钚-238的电量早已耗尽，而镅-241，才刚刚“热身”。

人类文明终于有了一种“火种”，它能飞越几代人的时间，带着我们的信息，抵达真正的星际空间。

而这个火种，竟来自我们曾经最头疼的核废料。

参考文献：

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