Wat is een radio-isotopen thermo-elektrische generator?
Een radio-isotoop thermo-elektrische generator (RTG) is een elektrische stroombron die de warmte gebruikt die wordt geproduceerd door radioactief verval. Thermische radio-isotopengeneratoren zijn geen kernreactoren en gebruiken geen kernsplijting of fusie voor energie, hoewel ze nog steeds zeer radioactief zijn. Radio-isotopen thermische generatoren worden gebruikt wanneer andere energiebronnen te duur of onpraktisch zijn, zoals op ruimtevaartuigen en geautomatiseerde bakens en radarsystemen.
Een radio-isotoop thermische generator bevat een hoeveelheid, vaak meerdere ponden (kilogram) of meer, van hoog radioactief materiaal. Het radioactieve materiaal moet voldoende warmte produceren om aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit te leveren; tegelijkertijd moet het niet zo snel vervallen dat de radio-isotoop thermische generator na een paar jaar nutteloos is. Plutonium-238 is de meest voorkomende isotoop die wordt gebruikt voor radio-isotopen thermische generatoren, hoewel strontium-90 en anderen in het verleden zijn gebruikt. Plutonium-238 is duur om te produceren, maar het geeft alpha-straling met een lage penetratie af, die veel gemakkelijker te beschermen is dan de straling die door andere isotopen wordt geproduceerd.
Om de warmte om te zetten in elektriciteit, gebruiken radio-isotopen thermische generatoren thermokoppels, halfgeleiderapparaten die temperatuurverschillen direct in elektriciteit kunnen omzetten. Hoewel thermokoppels duurzaam zijn en geen bewegende delen hebben, zijn ze zeer inefficiënt en zetten ze minder dan 10% van de beschikbare warmte om in elektrische stroom. Thermokoppels worden in de loop van de tijd geleidelijk minder en dragen bij aan de verliezen die worden veroorzaakt door het langzame verval van het radioactieve materiaal.
Thermische radio-isotopengeneratoren zijn erg duur in vergelijking met andere stroombronnen, maar ze zijn nuttig in geïsoleerde systemen zonder andere voedingen, zoals interplanetaire ruimtevaartuigen en onbemande radiobakens. Een radio-isotoop thermische generator kan tientallen jaren elektrisch vermogen produceren, zonder externe invoer of extern onderhoud, totdat het radioactieve materiaal vervalt of de elektronica faalt. Het gebruik van radio-isotopen thermische generatoren aan boord van ruimtevaartuigen zoals Cassini heeft ertoe geleid dat veel milieugroeperingen protesteren tegen het gebruik van radioactief materiaal in de ruimte; als de raketlancering Cassini had gefaald, was er een kleine kans dat het plutonium in de atmosfeer had kunnen worden vrijgegeven.