Radioizotopowy Generator Termoelektryczny (RTG)
Radioizotopowy generator termoelektryczny (RTG) to urządzenie, które przekształca energię cieplną wydobywaną z rozpadu izotopu promieniotwórczego na energię elektryczną. RTG są często stosowane w sondach kosmicznych oraz w odległych lokalizacjach, gdzie inne źródła energii, takie jak ogniwa słoneczne, są niepraktyczne.
Zasada działania
RTG wykorzystuje materiał radioaktywny umieszczony w pojemniku, do którego są podłączone złącza termopary. Rozpad radioaktywny generuje ciepło, które powoduje różnicę temperatur między złączami, co prowadzi do wytworzenia prądu elektrycznego dzięki efektowi Seebecka.
Paliwo
Paliwo w RTG musi spełniać kilka kluczowych warunków:
- Odpowiedni czas połowicznego rozpadu, aby moc generatora nie malała zbyt szybko.
- Wydajność w stosunku do masy i objętości dla zastosowań kosmicznych.
- Minimalna emisja promieniowania o wysokiej przenikliwości.
Najczęściej stosowanymi izotopami są 238Pu, 244Cm oraz 90Sr. Pluton-238, ze względu na swoje właściwości, jest preferowanym wyborem.
Użycie
RTG były rozwijane już w latach 60. XX wieku w różnych krajach. Pierwsze zastosowanie miało miejsce w 1961 roku w satelicie Transit 4A. Systemy te są kluczowe dla misji kosmicznych, takich jak Voyager czy misje Apollo, gdzie niskie natężenie światła słonecznego uniemożliwia skuteczne wykorzystanie ogniw słonecznych.
Czas życia
Izotop 238Pu ma czas połowicznego rozpadu wynoszący 87,7 lat, co sprawia, że RTG może funkcjonować przez dziesięciolecia, tracąc minimalną moc w czasie. Na przykład, po 23 latach moc generatora spada do około 83% początkowej wartości.
Zagrożenia
Choć RTG nie wiążą się z ryzykiem wybuchu, istnieje potencjalne zagrożenie związane z radioaktywnym skażeniem w przypadku uszkodzenia pojemnika z paliwem. W przeszłości miały miejsce incydenty, w tym wypadki związane z amerykańskimi i radzieckimi misjami. Aby zminimalizować ryzyko, paliwo jest przechowywane w ceramicznych kapsułach, a całość otoczona materiałami odpornymi na korozję i wysokie temperatury.
RTG pozostają ważnym źródłem energii w zastosowaniach, gdzie tradycyjne metody zasilania są niewystarczające, jednak ich użycie wiąże się z odpowiedzialnością i koniecznością zachowania ścisłych norm bezpieczeństwa.
