مفاعل الصدر النووي: كيف يعمل جهاز تنظيم ضربات القلب ببطارية دائمة؟

تستخدم منظم ضربات القلب لتحفيزنبضات منتظمة ، عندما يتوقف نظام السرعة الكهربائي الطبيعي في الجسم عن أداء وظيفته أو لا يعمل بشكل صحيح. لسنوات عديدة ، كنا نبحث عن أفضل "بطاريات" لأجهزة ضبط نبضات القلب. ومن بين هذه البطاريات بطاريات حرارية تحتوي على 2 إلى 4 من نكهات البلوتونيوم 238 ، وهو عنصر إشعاعي له عمر افتراضي يبلغ 88 عامًا. كيف تعمل هذه البطاريات الدائمة؟ ما مدى خطورة ذلك بالنسبة للشخص؟

كيف تعمل أجهزة ضبط نبضات البلوتونيوم

على النحو التالي من مصطلح "الحرارية" ،تستخدم الحرارة الناتجة عن تحلل البلوتونيوم لتوليد الكهرباء التي تحفز القلب. في أوائل العقد الأول من القرن العشرين ، كان هناك ما بين 50 و 100 شخص في الولايات المتحدة يحملون أجهزة ضبط نبضات الطاقة الذرية. في كل مرة توفي أحد هؤلاء الأشخاص ، تتم إزالة جهاز تنظيم ضربات القلب وإرساله إلى لوس ألاموس ، حيث تم بعد ذلك استرداد البلوتونيوم واستعادته.

كما رأينا في صورة جهاز تنظيم ضربات القلب (بالفعلبدون البلوتونيوم) أعلاه ، يتم تغليف الإلكترونيات في الجهاز في الايبوكسي. تم تصميم علبة التيتانيوم الصلب لتحمل أي أحداث تلف محتملة ، بما في ذلك الطلقات وإحراقها.

جرعة الإشعاع على سطح جهاز تنظيم ضربات القلبحوالي 5-15 mrem (microbar ، "المكافئ البيولوجي للأشعة السينية" ، وحدة القياس) في الساعة من أشعة جاما المنبعثة والنيوترونات. يبلغ إجمالي تعرض الجسم التقديري حوالي 0.1 عينيًا سنويًا للمريض وحوالي 7.5 مريم سنويًا لزوجته. للمقارنة ، 100 mrem هي خلفية تعرض الشخص في المتوسط ​​في السنة.

في كثير من الأحيان ، شهدت أجهزة ضبط نبضات البلوتونيومأصحابها. في عام 1973 ، قام الدكتور فيكتور بارسونيت ، وهو موظف في مركز نيوارك الطبي بيث إسرائيل ، بتثبيت جهاز Numec NU-5 لامرأة تبلغ من العمر 20 عامًا. في ذلك الوقت ، كلف الجهاز المريض 23000 دولار من حيث المسار الحديث. ومع ذلك ، على المدى الطويل ، كان منظم ضربات القلب النووي اقتصاديًا للغاية - أي جهاز آخر مماثل لمثل هذه الفترة سوف يحتاج إلى تغيير من أربع إلى خمس مرات.

وفقا ل Parsonnet ، تم تثبيت NU-5 في 139 مريضا. معظمهم لم يعودوا على قيد الحياة.

البطارية في جهاز تنظيم ضربات القلب كما نحن بالفعلقالوا إن مولدًا كهربائيًا حراريًا للنظائر المشعة (RTG) يستخدم ، والذي يستخدم الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء الاضمحلال الطبيعي للنظائر المشعة ويحولها إلى كهرباء باستخدام مولد كهربائي حراري. مقارنة بتفاعلات الانشطار النووي التي تحدث في محطات الطاقة النووية التقليدية ، فإن RTGs أكثر إحكاما. لديهم كفاءة منخفضة ، وكذلك طاقة الخرج ، لكنهم لا يحتاجون إلى صيانة ويعملون منذ عقود. حمل العديد من الأقمار الصناعية التي أطلقناها في أعماق الفضاء الباردة ، مثل Voyagers نفسها ، RTG مع البلوتونيوم - 238 معهم - وهذا هو سر عملهم طويل الأمد.

لماذا لا نستخدم هذه البطاريات الأبديةفي كل مكان؟ الحقيقة هي أن البلوتونيوم 238 قد انتهى. بمجرد أن يتم إنتاجه كمادة جانبية في إنتاج الأسلحة النووية. ومع ذلك ، فقد ولت تلك الأيام فترة طويلة ، ولكن لم يكن لديهم الوقت لبدء إنتاج البلوتونيوم 238 مباشرة.

اقرأ المزيد عن إنتاج البلوتونيوم 238 في هذه المقالة.

لا تنسى الاشتراك في أخبارنا