Comportamiento del generador termoeléctrico de radioisótopos en la reentrada

Lo único que "lloverá" será un RTG casi intacto o GPHS intactos sin liberación de PuO2 en ninguno de los casos. Están diseñados para sobrevivir a accidentes de lanzamiento debido a las preocupaciones obvias que expresas. El gobierno no te permite simplemente lanzar material nuclear sin una ingeniería exhaustiva para hacer frente a posibles accidentes.

Del EIS de Marte 2020, 4.1.4.3. Respuesta de MMRTG a entornos de accidentes :

• Sobrepresión de explosión y fragmentos: Se espera que las explosiones de propelente líquido y los fragmentos resultantes dañen el MMRTG, pero no den lugar a ninguna liberación de dióxido de plutonio.

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• Reingreso: Los impactos resultantes del reingreso del MMRTG dependen de cuándo y desde dónde ocurre el reingreso.
  • Se predice que la mayoría de las reentradas suborbitales darán como resultado un impacto intacto del SV debido a la presencia del aeroshell SV para la entrada a Marte. Las liberaciones en estos casos son de naturaleza similar a las del impacto SV cerca de la plataforma de lanzamiento.
  • Se predice que la reentrada a partir del decaimiento orbital circular o la reentrada a largo plazo provocará la ruptura del SV y el MMRTG con la posterior liberación de los módulos GPHS. (Esta ruptura del MMRTG y liberación de los módulos GPHS es intencional y está diseñada para limitar la liberación de PuO2 en este tipo de accidente). soltar en el aire. Cuando estos componentes separados impactan contra la tierra, existe la posibilidad de que se liberen del módulo GPHS si el impacto es sobre una roca o una superficie dura similar. No se espera una liberación de un impacto de agua o impacto del suelo.

Una reentrada hiperbólica de muy alta velocidad podría liberar PuO2 de un GPHS y dispersarlo en la atmósfera. Eso no se considera un resultado deseable, como lo implica su pregunta. Existiría la posibilidad de un exceso de muertes por cáncer en la población humana de la Tierra por la inhalación de las partículas resultantes.

Esto tuvo que ser solucionado por Cassini, que tenía un sobrevuelo de la Tierra a 19 km/s en el camino a Saturno. Se trabajó mucho para asegurar que la probabilidad de un reingreso involuntario debido a cualquier causa, incluidas las fallas de la nave espacial, fuera menor que$10^{-6}$. Además, el proyecto tuvo que convencer a juntas de revisión expertas, no defensoras (es decir, personas a las que no les importaba si su proyecto avanzaba o no) de que todo había sido diseñado y calculado correctamente.

Probablemente nunca.

Según wikipedia, PuO2 tiene un punto de fusión de 3017 K , comparable con otros materiales que no se espera que se quemen al volver a entrar, como la aleación de titanio (1900 K) y el carburo de silicio (3103 K). Dado que es probable que un lanzamiento interplanetario fallido tenga una trayectoria muy empinada, tendría incluso menos tiempo para calentarse que para volver a entrar desde la órbita y, por lo tanto, sería menos probable que se quemara, golpeando el suelo extremadamente rápido.

Recuerde también que un lanzamiento puede fallar en cualquier etapa, incluso segundos después del lanzamiento, cuando no iría muy rápido.

Como señaló Uwe en un comentario, dejar un rastro de vapor de plutonio en la atmósfera probablemente no se considere que "no cause ningún problema", por lo que, en ese sentido, la respuesta es definitivamente nunca.

Cada una de las misiones Apolo llevó un RTG en el módulo lunar, que se dejó en la luna para alimentar los instrumentos científicos. Sin embargo, el módulo lunar del Apolo 13 regresó a la Tierra como un "bote salvavidas" para la tripulación y estaba destinado a volver a entrar en la atmósfera terrestre con el RTG. Aunque el RTG de la era Apolo fue diseñado para ser "indestructible", la Comisión de Energía Atómica insistió en que el LM se dirigiera al lugar más remoto de la Tierra:

Así que movimos un poco el punto de aterrizaje... para poner el RTG en la parte más profunda del Pacífico que pudimos encontrar”, dice Bostick. Lo que quedara del Aquarius, después de su descenso a través de la atmósfera terrestre, encontraría su lugar de descanso a unos 10 kilómetros bajo las olas en la Fosa de Tonga . En última instancia, nunca se detectó la emisión de radiactividad, a pesar de que se realizó un estudio en helicóptero del área.

https://spectrum.ieee.org/tech-history/space-age/apollo-13-we-have-a-solution-part-3

El diseño de RTG ha mejorado en los últimos 50 años, por lo que la posibilidad de un desastre es aún menor. No obstante, tratamos de evitar tal posibilidad tanto como sea posible.

El plutonio-238, el material típico utilizado en RTG, es un emisor alfa, con emisiones gamma y beta relativamente bajas. La radiación alfa es bloqueada por un par de pulgadas de aire, células muertas de la piel, ropa y otros materiales delgados. Puede sostener un trozo de plutonio-238 en la mano y sin riesgo real de radiación (como señaló @MarkAdler, le gustaría un guante de cocina para protegerlo del calor). El gran peligro del plutonio son las partículas ya que pueden ser inhaladas o ingeridas, entrando en contacto directo con tejidos que no tienen protección. El plutonio puede ser absorbido por el cuerpo donde pasa mucho tiempo en el hígado y los huesos. También es un metal pesado venenoso.

Entonces, quemarse es el peor de los casos , lo único que no quieres que suceda con ese material. La lluvia de grandes trozos está bien en comparación, solo los recoges, los derrites en un nuevo RTG.