La gran respuesta de @ TomSpliker menciona que la ESA podría estar considerando producir generadores termoeléctricos (RTG) de radioisótopos (alimentados ) basados en el radioisótopo americio-241. El 241Am es un isótopo "más amable y gentil" que el 238Pu al que se accede, ya que se obtiene del reprocesamiento de desechos nucleares de la generación de energía y no tiene que ser "hecho a la medida" en un reactor especial.
Pero se desintegra cinco veces más lentamente, con una vida media de ~432 años frente a los ~88 años del 238Pu, y la desintegración alfa va acompañada de alguna emisión de rayos X. La radiactividad adicional de los productos de descomposición que aumenta con el tiempo para los dos también es diferente.
Supongamos que tengo una nave espacial o un rover que necesita 100 W de energía eléctrica y, debido a las incertidumbres, necesito diseñar la misión para permitir RTG basados en 238Pu o 241Am, tendría que comparar todos los aspectos, incluida la masa, la radiación adicional del productos de descomposición, vida útil de la misión (digamos que EOM es el 80% de la potencia inicial) y tamaño.
¿Cómo se compararían entonces los dos?
De este artículo (énfasis mío):
La potencia específica de un RTG alimentado con 241Am no puede igualar la de un sistema 238Pu (excepto quizás en niveles de salida de potencia pequeños); sin embargo, el trabajo de diseño realizado brinda confianza en la capacidad potencial y el rendimiento de los sistemas 241Am para futuras misiones espaciales. Se prevé que los RTG de tamaño mediano en el rango de 10 W a 50 W alcancen una salida de energía eléctrica específica general de alrededor de ~1,5 W/kg .
A modo de comparación, el RTG basado en plutonio-238 GPHS- RTG utilizado en varias misiones de espacio profundo (Cassini, Ulysses, New Horizons) es capaz de producir unos ~5W/kg
Estas cifras incluyen la masa de las aletas del radiador y otras partes estructurales, así como la masa del propio isótopo.
El modo de decaimiento principal de Am-241 es el decaimiento α, lo que lo hace muy adecuado para su uso en RTG debido a su baja penetración y alta energía por decaimiento.
También vale la pena señalar que los RTG suelen tener eficiencias increíblemente bajas al convertir energía térmica en eléctrica, alrededor del 5%. Esto significa que pequeños cambios en la eficiencia pueden tener un gran impacto en la relación masa/potencia del dispositivo.
Usando la ecuación para la vida media:
Podemos demostrar que el Americio-241 seguirá produciendo el 80 % de la energía inicial después de ~140 años , suficiente para cualquier plan de misión que tengamos actualmente. Compare esto con el 80 % a ~29 años para el Pu-238, que es más breve que algunas misiones en curso .
La ruta de descomposición principal es Neptunio-237 en la Serie Neptunio . Np-237 también tiene un modo de decaimiento α primario; sin embargo, con una vida media de ~2,14 millones de años, su contribución a la producción de energía es mínima.
Con respecto a la radiación secundaria, el americio-241 tiene un subproducto gamma muy débil. De hecho, se considera lo suficientemente seguro como para usarse en muchos detectores de humo domésticos, por lo que creo que no habría muchas preocupaciones por los productos de radiación secundaria.
UH oh
Jacobo
UH oh
uwe
Jacobo
lirtosiasta