1977年，美国宇航局的"旅行者"号的探测器开始启程，它们开始了后来被证明为是有史以地球物体最漫长的太空旅程。这两个航天器现在均已离开了太阳系，但它们仍然在给地球发回星际测量数据。
很少有人注意到，维持两个探测器漫长飞行的动力电池。
在我们的日常生活中，电池似乎从来没有持续足够长的时间。我们每天必须给我们的手机、笔记本电脑充电，似乎永远无法满足需求，这足以让我们期待一个新的能源形式。
旅行者号上的弱核动力源电池
我们可能正逐渐接近这一点。"旅行者 "号探测器使用的是一种弱核动力源电池，这种核动力源电池具有放射性，在地球上使用是很危险的，但它的能量形式却相当巨大。美国陆军现在已经重启这种“放射性同位素热电发生器”技术的研究，这可能会给弱核动力源电池带来一个重获新生的机会。
当燃烧汽油汽车发动机工作时，我们正在释放储存在化学键中的能量。同样，像手机这样的锂基电池也是通过让带电离子流动来工作的，但如果我们超越化学，将目光投向原子本身，就能获得更大的能量。
每一个原子都由被称为质子和中子的粒子组成的原子核，并由电子云环绕。这些质子和中子通常会在恒星内部的极端温度和压力下融合在一起，如果我们以正确的方式深入到原子核中，就可以提取一些可怕的力量。人类的技术水平目前主要是通过核裂变的方法，其中一个原子核释放出中子，然后分裂出更多的原子，引起连锁反应，释放出巨大的能量。这就是世界上440多座核电站的工作方式。还有一种核聚变办法，它的威力更大，但依靠的是以我们尚未掌握的可控方式将原子核挤在一起的方式。
旅行者号探测器以另一种方式获得能量：它们利用天然的放射性。有些原子是不稳定的，它可能是一个由两个质子和两个中子（α辐射）、一个电子（β辐射）或原始能量组成的集群，以伽马射线的形式出现。
旅行者号核动力电池的核心“钚-238”
我们无法预测一个特定的原子何时会以这些方式衰变，但我们可以说，在一团放射性物质中，有一半的原子需要多长时间才能做到这一点。这就是它的半衰期，而这个数字可以变化很大。有些放射性物质在几秒钟内就会消失，而钚238的半衰期长达87.7年，这就是为什么它被选为旅行者2号的动力源。利用旅行者号探测器的三个手提箱大小的放射性同位素热电发生器，钚释放出阿尔法粒子流，产生热量，并转化为电能。
放射性元素的名声不好，但不是所有类型有害。伽马射线能最深地穿透人体组织，是危险的，而贝塔射线并不那么糟糕，阿尔法辐射不会穿透皮肤。事实上，70年代初的心脏起搏器的动力来自于封装良好的放射性核素热电。
美军正在研究的概念是一种融合了其他类型核电的优点的核电技术，它可能是强大、安全和持久的能源途径。这种技术取决于这样一个事实，即，特定元素的质子和中子可以在原子中以不同的排列方式聚集在一起。这些异构体每个都有不同的能量。原子通常以最稳定的同分异构体基态存在。高能异构体往往很快就会重新排列回这种状态，但也有少数高能异构体会长期存在。
潜在的能量
铪-178m2高能异构体
1998年，美国德克萨斯大学的卡尔·柯林斯用粒子加速器准备了一个稳定的高能异构体，称为“铪-178m2”，这是铪-178的第二个异构体。然后，他向它的原子核发射X射线，这将使原子核转移到其地态，成功释放出一阵伽马射线。不过，这些射线是很难被利用的，因为它们太危险了，但柯林斯认为，这是一个原则性的证明。核异构体可以成为有用的动力来源。柯林斯认为这种技术可以作为新型核弹使用。其能量释放的能量可能比化学反应高5个数量级，但比核裂变反应低2个数量级。
许多科学家嘲笑柯林斯的说法，认为他必须投入更多的能量来触发同分异构体转变，而不是他所得到的能量。另外，还需要一个粒子加速器来制造铪的异构体，这意味着成本高产出少。
其它高能异构体可能会解决这些问题。例如，钽-18om在可开采的钽矿床中自然出现，银-108m产生β辐射，危险性较低，也更容易开采。这些都不能使同分异构体能源成为一个安全的选择，但创造一个有效的无限能源的前景可能使得这种研究方向值得继续努力。类似的道理也适用于法国ITER核聚变反应堆，它已经花费了116亿欧元建造，尽管其目的仅仅是作为一种技术示范，并不会产生能源动力。
柯林斯的方法是将异构体的所有潜能一次性释放出来，想象一下，你有一块放射性异构体，像铪-178m2一样，然后它被轰击，将电子注入到核中，同时将它们推到一个不太稳定的异构体中，这种异构体如此迅速地衰变，科学家们推断，这是它产生的伽马射线创造的衰变。美国海军工程教育财团资助的项目在2018年首次证明了该技术的可行性。
英国萨里大学核异构体物理学教授菲利普·沃克认为，实验已经迈出了重要的一步，但关于它是否是一种突破，科学界尚未形成广泛共识。这主要是对从异构体中可以榨取多少能量存在争议。
德国海德堡马克斯·普朗克核物理研究所的阿德里安娜·帕菲的计算表明，通过放射性衰变而耗尽的原子数量应该减少10亿倍。
目前，异构体核动力电力远不能作为实际用途。但在柯林斯的论点仍然适用:还有其它异构体可以更容易获得和利用。问题是，异构体的确切属性很难计算，科学家们只有在试过之后才知道它们有多合适。
这正是美军现在要做的事情。美国陆军研究实验室正在赞助波兰“斯维尔克核技术和设备”研究同分异构体的科学。该团队由雅克·扎德凯维奇领导，他们可以使用波兰的MARIA实验核反应堆，可以产生各种不同的异构体。
扎德凯维奇说："该项目的目标是了解该过程的性质。换句话说，找出哪种异构体可以做一个好电池。”波兰团队正在研究铼-186m和镅-242m等电池。
目前，还不知道如何在比粒子加速器更小的规模内完成同分异构体的转移。不过，研究人员还是有足够的动力让同分异构体电池工作，因为它们会把巨大的能量装进一个小体积里。扎德凯维奇说："同分异构体可以储存能量，容量高达每克超过千兆焦耳。"
这比锂离子电池多出一百万倍，比汽油多出数万倍。
风险和回报
美军SMET无人军车
目前，美国军方正在开发一种名为SMET的无人军车，用来运送士兵的装备。使用1公斤的镅-242m，这辆车可以运行163天，而20升汽油，只能运行这种车辆三天。无人机或机器人潜艇也可以有望使用异构体能源，因此，不难理解为什么美军对此会相当感兴趣。
带有核字的东西都会有安全问题，如果同分异构体能产生伽马射线，那就会排除它的使用，但如果能找到释放β或α粒子的同分异构体，那这种技术就可能是可行的。
同分异构体能源将是一条漫长的研发之路，但人类科学史上许多最伟大的成就一开始似乎就是这样：当太空竞赛开始时，谁会想到，仅仅几十年后，我们就能够将把一个探测器送到太阳系的边缘之外。