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核電池動力之源

  普通電池之所以不能用,是因為根據(jù)身體的活動情況,一臺心臟泵需要10到15瓦的電力。要在沒有日光的地方長時間工作,而又要重量輕,運行可靠,這樣的動力裝置只有使用核燃料。

钚-238原子圖象  整個核動力心臟泵壓系統(tǒng)中有一臺發(fā)動機,它使泵開動運轉。發(fā)動機有好幾種類型,都是由產(chǎn)生熱量的放射性同位素來驅動的。燃料是钚-238。

  蒸汽發(fā)動機和斯特林發(fā)動機把它們接受到的不到一半的熱,轉變成泵的機械動力。余下的熱,15到20瓦,連同由于機械損失所生的熱,必須以某種方式從身體中排出去。傳導到身體表面是行不通的。但是身體本來就具備十分精巧的排棄廢熱的固有系統(tǒng),也就是循環(huán)系統(tǒng)。廢熱歸入血流中去。然后通過毛細管帶到身體表面。當然,病人的體溫可能稍稍升高;但這總比沒有心臟好。所以,在心泵動力供應中,最后的組件是一個內(nèi)部熱交換器,它把廢熱傳送到血流中去。

  心臟是強勁有力的器官。按照瓦特數(shù)衡量,它足以同一盞寫字臺熒光燈相比擬。從工程角度看,它簡直是一臺令人敬佩的了不起的發(fā)動機,要照它的樣子機械地復制出來,需要很高的工藝技巧、發(fā)明天才和豐富的想象力。一個成年人的心臟,在正常坐定不動的情況下,泵壓血液的功率約為5瓦。在睡著時,因為身體新陳代謝減弱了,可能下降到2瓦。一個運動員,在運動中達到最大輸出功率時,可能需要從他的心臟提供15瓦動力。人體心臟的功率水平,能適應負荷的大幅度變動;它的效率是那么高,以致任何人造裝備,都遠遠無法與之相匹敵。更為突出的是,心臟和血管系統(tǒng)能自動地調(diào)節(jié)到所需的功率,而不要等它的主人作出任何有意識的努力。這些屬性的某些方面——不是全部——我們必須在人造心臟中加以模擬復制。

  按理想情況要求,人造心臟的放射性同位素動力源,應當不使它的容受者受到任何輻射照射。實際上,這是不可能的。但是,所接受的輻射水平可以小到盡可能安全的程度,使它不致于抵銷人造心臟使生命得到延長的效果。無疑地,這類機械在廣泛應用過程中,還會生出新的更復雜的問題。例如,人們接近帶有核動力人工心臟的人,是否也會受到小量輻射照射的問題。這在管理應用這類裝置時,我們也必須考慮到。

  我們還必須指出,钚-238現(xiàn)在還是相當稀少而昂貴的物質。因為钚-238的供應量有限,這種可能成功的核動力人造心臟,今天還不能拯救所有需要新心臟的數(shù)以千萬計的病人。最新設計的钚動力人造心臟,需要大約30瓦熱功率,這相當于60克钚-238。

長壽命的核電池  核電池上天入海

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