Ядерний реактор в грудях: як працюють кардіостимулятори з вічної батарейкою?

Кардіостимулятори використовуються для стимуляціїрегулярного серцебиття, коли природна електрична система кардиостимуляции в організмі перестає виконувати свою функцію або працює неправильно. Протягом багатьох років для кардіостимуляторів шукали найкращі «батарейки». Серед них були і термоелектричні батареї, що містять від 2 до 4 кюрі плутонію-238, радіоактивного елемента з періодом напіврозпаду в 88 років. Як працювали ці вічні батарейки? Наскільки це небезпечно для людини?

Як працюють плутонієві кардіостимулятори

Як випливає з терміна «термоелектричний»,тепло від розкладається плутонію використовується для вироблення електрики, яке стимулює серце. На початку 2000-х в США було від 50 до 100 чоловік з кардіостимуляторами, які працюють на атомній енергії. Кожен раз, коли один з цих людей вмирав, кардіостимулятор витягували і відправляли в Лос-Аламос, де згодом витягували і відновлювали плутоній.

Як видно на фотографії кардіостимулятора (вжебез плутонію) вище, електроніка пристрої укладена в епоксидну смолу. Твердий титановий корпус спроектований таким чином, щоб витримувати будь-які ймовірні події пошкодження, включаючи постріли і кремацію.

Доза випромінювання на поверхні кардіостимуляторастановить приблизно 5-15 мбер (мікробер, «біологічний еквівалент рентгена», одиниця виміру) на годину від випускаються гамма-променів і нейтронів. За оцінками, опромінення всього тіла становить приблизно 0,1 бер на рік для пацієнта і приблизно 7,5 мбер на рік для його дружини. Для порівняння, 100 мбер - це фонове опромінення, яку людина в середньому отримує за рік.

Найчастіше плутонієві кардіостимулятори переживалисвоїх власників. У 1973 році співробітник Медичного центру Ньюарк Бет-Ісраель доктор Віктор Парсоннет встановив 20-річній жінці кардіостимулятор фірми Numec NU-5. На той момент пристрій обійшлося пацієнтці в 23 000 доларів на перерахунку на сучасний курс. Однак в довгостроковій перспективі ядерний кардіостимулятор виявився вельми економним - будь-який інший аналогічний прилад за такий термін треба було б змінити від чотирьох до п'яти разів.

За даними Парсоннета, NU-5 встановили 139 хворим. Більшості їх вже немає в живих.

Батарейкою в такому кардіостимулятор, як ми вжесказали, служить радіоізотопний термоелектричний генератор (РІТЕГ), який використовує теплову енергію, що виділяється при природному розпаді радіоактивних ізотопів і перетворює її в електроенергію за допомогою термоелектрогенераторов. У порівнянні з ядерним реакціями поділу, які протікають на звичайних атомних станціях, РІТЕГ набагато більш компактні. ККД у них невелика, як і вихідна потужність, однак вони не вимагають обслуговування і працюють десятиліттями. Багато супутники, які ми запускали в холодні глибини космосу, на кшталт тих же «Вояджер», несли з собою РІТЕГ з плутонієм-238 - в цьому секрет їх довговічної роботи.

Чому ж ми не використовуємо такі вічні батарейкивсюди? Справа в тому, що у нас закінчився плутоній-238. Колись його виробляли як побічний матеріал при виробництві ядерної зброї. Однак ті часи давно пройшли, а налагодити виробництво безпосередньо плутонію-238 не встигли.

Детальніше про виробництво плутонію-238 читайте в цій статті.

Не забудьте підписатися на наш канал з новинами.