Θερμικός πυρηνικός αντιδραστήρας: πώς λειτουργούν οι βηματοδότες με μια αέναη μπαταρία;

Τα βηματοδότες χρησιμοποιούνται για την τόνωσηκανονικό καρδιακό παλμό, όταν το φυσικό ηλεκτρικό σύστημα βηματοδότησης στο σώμα παύει να εκτελεί τη λειτουργία του ή δεν λειτουργεί σωστά. Για πολλά χρόνια αναζητούμε τις καλύτερες "μπαταρίες" για βηματοδότες. Μεταξύ αυτών ήταν οι θερμοηλεκτρικές συστοιχίες που περιείχαν από 2 έως 4 curies του πλουτωνίου-238, ένα ραδιενεργό στοιχείο με χρόνο ημίσειας ζωής 88 ετών. Πώς λειτουργούν αυτές οι ατελείωτες μπαταρίες; Πόσο επικίνδυνο είναι για ένα άτομο;

Πώς λειτουργεί το βηματοδότη πλουτωνίου

Όπως προκύπτει από τον όρο "θερμοηλεκτρικό",η θερμότητα από το αποσυντιθέμενο πλουτώνιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που διεγείρει την καρδιά. Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, στις Ηνωμένες Πολιτείες υπήρχαν 50 με 100 άτομα με βηματοδότες ατομικής ενέργειας. Κάθε φορά που ένας από αυτούς τους ανθρώπους πέθανε, ο βηματοδότης αφαιρέθηκε και στάλθηκε στο Los Alamos, όπου το πλουτώνιο στη συνέχεια ανακτήθηκε και ανακτήθηκε.

Όπως φαίνεται στη φωτογραφία του βηματοδότη (ήδηχωρίς πλουτώνιο) παραπάνω, τα ηλεκτρονικά της συσκευής είναι εγκιβωτισμένα σε εποξική. Η θήκη από στερεό τιτάνιο έχει σχεδιαστεί για να αντέχει σε τυχόν ζημιές, συμπεριλαμβανομένων πυροβολισμών και καύσης.

Η δόση της ακτινοβολίας στην επιφάνεια του βηματοδότηείναι περίπου 5-15 mrem (μικροβάρ, "βιολογικό ισοδύναμο ακτίνων Χ", μονάδα μέτρησης) ανά ώρα από εκπεμπόμενες ακτίνες γάμμα και νετρόνια. Η εκτιμώμενη συνολική έκθεση του σώματος είναι περίπου 0,1 rem ανά έτος για τον ασθενή και περίπου 7,5 mrem ανά έτος για τον σύζυγό του. Για λόγους σύγκρισης, το 100 mrem είναι η έκθεση στο παρασκήνιο που λαμβάνει ένα άτομο κατά μέσο όρο ανά έτος.

Συχνά, έχουν βιώσει βηματοδότες πλουτωνίουτους ιδιοκτήτες τους. Το 1973, ο Δρ Victor Parsonnet, μέλος του προσωπικού του Ιατρικού Κέντρου του Newark Beth Israel, εγκατέστησε ένα νοηματογράφο Numum NU-5 για μια 20χρονη γυναίκα. Εκείνη την εποχή, η συσκευή κοστίζει στον ασθενή 23.000 δολάρια από την άποψη μιας σύγχρονης πορείας. Ωστόσο, μακροπρόθεσμα, ο πυρηνικός βηματοδότης ήταν πολύ οικονομικός - οποιαδήποτε άλλη παρόμοια συσκευή για μια τέτοια περίοδο θα χρειαζόταν να αλλάξει τέσσερις έως πέντε φορές.

Σύμφωνα με την Parsonnet, το NU-5 εγκαταστάθηκε σε 139 ασθενείς. Οι περισσότεροι από αυτούς δεν είναι πλέον ζωντανοί.

Μπαταρία σε βηματοδότη όπως εμείς ήδηανέφεραν ότι χρησιμοποιείται μια ραδιοϊσότοπος θερμοηλεκτρική γεννήτρια (RTG), η οποία χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της φυσικής αποσύνθεσης των ραδιενεργών ισοτόπων και την μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια. Σε σύγκριση με τις αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης που συμβαίνουν σε συμβατικούς σταθμούς πυρηνικής ενέργειας, οι ΣΔΤ είναι πολύ πιο συμπαγείς. Έχουν χαμηλή απόδοση, καθώς και ισχύ εξόδου, αλλά δεν απαιτούν συντήρηση και λειτουργούν εδώ και δεκαετίες. Πολλοί δορυφόροι που προωθήσαμε στα κρύα βάθη του διαστήματος, όπως και οι ίδιοι Voyagers, έφεραν μαζί τους το RTG με το πλουτώνιο-238 - αυτό είναι το μυστικό της μακρόχρονης δουλειάς τους.

Γιατί δεν χρησιμοποιούμε τέτοιες αιώνιες μπαταρίεςπαντού; Το γεγονός είναι ότι το πλουτώνιο-238 έχει τελειώσει. Από τη στιγμή που παράχθηκε ως παράπλευρο υλικό στην παραγωγή πυρηνικών όπλων. Ωστόσο, αυτές οι μέρες έχουν περάσει πολύ, αλλά δεν είχαν χρόνο να ξεκινήσουν άμεσα την παραγωγή πλουτωνίου-238.

Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την παραγωγή πλουτωνίου-238 σε αυτό το άρθρο.

Μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο news feed μας.