Borstkernreactor: hoe werken pacemakers met een eeuwigdurende batterij?

Pacemakers worden gebruikt om te stimulerennormale hartslag, wanneer het natuurlijke elektrische gangmakingssysteem in het lichaam ophoudt zijn functie uit te voeren of niet correct werkt. Al vele jaren zoeken we naar de beste "batterijen" voor pacemakers. Onder hen waren thermo-elektrische batterijen met van 2 tot 4 curies van plutonium-238, een radioactief element met een halfwaardetijd van 88 jaar. Hoe werken deze eeuwigdurende batterijen? Hoe gevaarlijk is het voor een persoon?

Hoe plutonium-pacemakers werken

Zoals volgt uit de term "thermo-elektrisch",warmte van rottend plutonium wordt gebruikt om elektriciteit te genereren die het hart stimuleert. Aan het begin van de jaren 2000 waren er tussen de 50 en 100 mensen in de Verenigde Staten met pacemakers voor atoomenergie. Telkens wanneer een van deze mensen stierf, werd de pacemaker verwijderd en naar Los Alamos gestuurd, waar plutonium vervolgens werd teruggevonden en hersteld.

Zoals te zien is op de foto van de pacemaker (alzonder plutonium) hierboven is de elektronica van het apparaat ingekapseld in epoxy. De behuizing van solide titanium is ontworpen om alle mogelijke schadegevallen, inclusief opnamen en crematie, te weerstaan.

De dosis straling op het oppervlak van de pacemakeris ongeveer 5-15 mrem (microbar, "biologisch equivalent van X-ray", eenheid van meting) per uur van uitgezonden gammastralen en neutronen. De geschatte totale lichaamblootstelling is ongeveer 0,1 rem per jaar voor de patiënt en ongeveer 7,5 mrem per jaar voor zijn echtgenoot. Ter vergelijking: 100 mrem is de achtergrondbelichting die een persoon gemiddeld per jaar ontvangt.

Plutonium-pacemakers hebben dit vaak ervarenhun eigenaars. In 1973 installeerde Dr. Victor Parsonnet, een medewerker van het Newark Medical Center Beth Israel, een Numec NU-5 pacemaker voor een 20-jarige vrouw. Op dat moment kostte het apparaat de patiënt $ 23.000 in termen van een moderne cursus. Op de lange termijn was de nucleaire pacemaker echter zeer economisch - elk ander vergelijkbaar apparaat voor zo'n periode zou vier tot vijf keer moeten worden gewijzigd.

Volgens Parsonnet werd NU-5 bij 139 patiënten geïnstalleerd. De meesten van hen leven niet meer.

Batterij in een pacemaker zoals wij alzij zeiden dat een radio-isotoop thermo-elektrische generator (RTG) wordt gebruikt, die thermische energie gebruikt die vrijkomt tijdens het natuurlijke verval van radioactieve isotopen en deze omzet in elektriciteit met behulp van een thermo-elektrische generator. Vergeleken met kernsplijtingsreacties die plaatsvinden bij conventionele kerncentrales, zijn RTG's veel compacter. Ze hebben een laag rendement en een hoog uitgangsvermogen, maar ze hebben geen onderhoud nodig en zijn al tientallen jaren in gebruik. Veel satellieten die we lanceerden in de koude diepten van de ruimte, zoals dezelfde Voyagers, droegen de RTG met plutonium-238 mee - dit is het geheim van hun langdurige werk.

Waarom gebruiken we dergelijke eeuwige batterijen nietoveral? Het is een feit dat plutonium-238 is geëindigd. Eenmaal geproduceerd als bijproduct in de productie van nucleaire wapens. Die dagen zijn echter al lang voorbij, maar ze hadden geen tijd om de productie van plutonium-238 direct te starten.

Lees meer over de productie van plutonium-238 in dit artikel.

Vergeet niet om je te abonneren op onze nieuwsfeed.