Elemencik
Cotygodniowa porcja wiedzy
Sonda Voyager 1 wystrzelona 5 września 1977 znajdująca się od ziemi w odległości bliskiej 22 miliardów kilometrów ciągle działa i przesyła informacje z instrumentów naukowych. Jak to możliwe? Która bateria jest na tyle niezawodna, że dostarcza energie przez 43 lata? Gwarancją jest jedynie energia pozyskana w procesie rozpadu promieniotwórczego.
RTG
Radioizotopowy generator termoelektryczny w skrócie RTG to urządzenie zmieniające energię termiczną wytworzoną w wyniku rozpadu izotopu promieniotwórczego w energię elektryczną. Znajduje zastosowanie w satelitach, łazikach, latarniach morskich, stacjach radiowych. Działanie generatora opiera się na zjawisku Seebecka. Zjawisko polega na powstawaniu siły elektromotorycznej w obwodzie, w którym dwie elektrody są umieszczone w dwóch różnych ośrodkach o różnych temperaturach.
Jak wygenerować tak wysoką temperaturę w odległej od słońca przestrzeni?
Paliwo możliwe do zastosowania ogranicza się do 30 izotopów. Przykładami mogą być następujące izotopy z czasem połowiczego rozpadu podanym w nawiasie.
238-Pu(87,7 lat), 90-Sr(29lat), 210-Po(139 dni), 241-Am(432lata). Jednak warunkiem użycia paliwa są następujące kryteria:
-wysoka gęstość, która pozwali zaoszczędzić miejsce możliwe do wykorzystania przez dodatkową aparaturę badawczą
-podczas rozpadu radioizotopu powinny być głównie emitowane cząstki alfa, które mają najmniejszą przenikliwość i nie wymagają dodatkowych osłon
-okres połowicznego rozpadu nie może być za krótki, aby paliwo zbyt szybko się nie wypaliło
Najlepszym materiałem spełniającym te kryteria jest 238-Pu. Jednak ESA czyli Europejska Agencja Kosmiczna stwierdza, że 241-Am jest o wiele bardzie atrakcyjnym paliwem niż 238-Pu. Głównym powodem jest cena. Do 1998 roku, 238-Pu były wytwarzane przez potęgi militarne do celów zbrojeniowych. Cena za uncję(około 28 gram) to 45 000 $. Znaczące obniżenie kosztów paliwa może zachęcić inne kraje do wzięcia udziału w badaniach kosmicznych.
Inne zastosowania generatorów RTG
W rejonie Arktyki, ZSRR umieścił około tysiąca generatorów RTG w latarniach morskich. Paliwem był 90-Sr ze względu na niski koszt produkcji. Wiele z latarni zostało rozkradzionych, a materiał mógłby zostać potencjalnie wykorzystany przez terrorystów. Podobne paliwo stosuje USA w rejonach alaski do zasilania baz obserwacyjnych.
Paliwo kosmiczne w postaci promieniotwórczych izotopów to materiał pozwalający nam na eksploatacje kosmosu. Dzięki niespełna 13 kg izotopu 238-Pu sonda Voyager 1 może dostarczać nam dane z kosmosu od ponad 43 lat. Jego praktyczne zastosowanie pozwoli ludzkości przekroczyć własne granice i odkrywać nieznany wszechświat.
Aby być na bieżąco z naukową wiedzą śledź nasz fanpag FB.
A jeśli zainteresował Cię temat i chciałbyś dowiedzieć się więcej to zapraszamy do umówienia się na lekcję z chemii(korepetycje chemia) do naszego eksperta!
Autor: Maciej Młodziejewski, ELEMENTUM