Gli straordinari documentari televisivi che rivelano molti segreti della natura e della vita nelle zone più impervie del pianeta, fanno nascere spontanea una domanda: i ricercatori, dove prendono l’energia necessaria per sopravvivere (riscaldamento, luce, ecc.) e far funzionare le apparecchiature necessarie al loro lavoro?
Occorre “qualcosa” che generi elettricità in continuo senza bisogno di altra alimentazione e per un tempo sufficientemente lungo che può essere anche di decenni.
Il “qualcosa” realizzato dall’uomo è praticamente una BATTERIA NUCLEARE; scientificamente è chiamato generatore termoelettrico a radioisotopi o RTG (da radioisotope thermoelectric generator). E' un generatore di energia elettrica basato sul decadimento di isotopi radioattivi ed è composto da due parti: una fonte di calore e un sistema per la conversione del calore in elettricità. La fonte di calore, il modulo General Purpose Heat Source (GPHS), contiene un radioisotopo (generalmente plutonio 238), che si riscalda a causa del proprio decadimento radioattivo.
Il calore è trasformato in elettricità da un convertitore termoelettrico che sfrutta l'effetto Seebeck: una forza elettromotrice è prodotta dalla diffusione di elettroni attraverso l'unione di due differenti materiali (metalli o semiconduttori) che formano un circuito quando i capi del convertitore si trovano a temperature differenti.
Come funziona?
I generatori RTG sono usati a partire dalle missioni Apollo sulla Luna nel campo dell'esplorazione spaziale.
Nel caso della missione Cassini il generatore termoelettrico era costituito da 18 moduli separati, mentre il Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG), usato ad esempio per il Mars Science Laboratory, è composto da 8 moduli e fornisce 120 W di potenza elettrica.
Molti RTG trasportati nelle missioni spaziali della NASA hanno funzionato (e funzionano tutt’ora) per molti anni: la missione Voyager 1 ha impiegato poco più di 4 grammi di Plutonio per una attività totale di 60 kCi e ha funzionato per 44 anni!
Una descrizione divulgativa delle batterie nucleari è riportata in un articolo di Marialetizia Terranova.
Fonti:
- NASA