Generador Termoeléctrico de RadioisótoposEl hecho de que dos metales diferentes en contacto produzcan una fem de unión plantea la posibilidad de que dichas uniones puedan proporcionar una forma de generar energía eléctrica. El inconveniente para la mayoría de las aplicaciones prácticas es el pequeño tamaño de la fem de unión, del orden de 10-6 voltios/K, por lo que para obtener un voltaje de salida práctico para hacer un generador termoeléctrico, a menudo, se combinan en serie algunos de ellos y se colocan en un ambiente de muy alta temperatura. Una de las principales aplicaciones prácticas de los generadores termoeléctricos ha sido en el programa espacial, donde se necesita un generador eléctrico sin partes móviles y que suministre energía durante la larga duración de las misiones espaciales. Esta necesidad se ha cumplido en el programa espacial de los EE. UU. mediante el uso del calor de la desintegración del radioisótopo aplicado a una colección de uniones en lo que se llama un Generador Termoeléctrico de Radioisótopos (RTG). En el momento del aterrizaje del Laboratorio de Ciencia de Marte en agosto de 2012, los Estados Unidos habían lanzado 45 RTG como parte de 26 misiones espaciales. Los RTG han sido utilizados por la NASA en muchas misiones, incluyendo Apollo, Pioneer, Viking, Voyager, Galileo y Cassini.
Debido a que el combustible nuclear en un RTG es radioactivo, la seguridad es un problema crítico. A medida que se descompone, el Pu-238 emite radiación principalmente en forma de partículas alfa, que tienen un poder de penetración muy bajo. Solo se necesita un blindaje ligero porque las partículas alfa no pueden penetrar en una hoja de papel. Los radioisótopos que producen más radiación penetrante, como partículas beta o gamma, serían más difíciles de manejar de manera segura y requerirían un blindaje más pesado, lo cual es un claro inconveniente en las misiones espaciales.
El primer RTG utilizado en una misión espacial se lanzó a bordo de un satélite de navegación de tránsito de la Armada de los EE. UU. en 1961. El RTG, denominado Fuente Auxiliar de Energía Nuclear Espacial -3 (SNAP-3) tenía una salida de solo 2,7 vatios, pero continuó funcionando durante 15 años después del lanzamiento. Los astronautas en cinco misiones Apolo dejaron unidades RTG en la superficie lunar para alimentar los Paquetes de Experimentos de Superficie Lunar Apolo. Una de las unidades colocadas en la Luna por los astronautas del Apolo-12 proporcionó una potencia de 73 vatios y duró más de ocho años. La nave espacial Galileo tenía dos RTG que producían 285 vatios cada una para alimentar la nave, más 120 unidades de calentadores de radioisótopos (RHU, por sus siglas en inglés) que proporcionaban calor para proteger los instrumentos delicados en el frío extremo del espacio. ![]() |
Índice Circuitos DC Conceptos Fem Referencia: Kip, Section 7.7 Historia de la Termoelectricidad, UCLA Energía Espacial | ||||||||
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