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Mini batteria al plutonio con elevate prestazioni a lungo termine: La NASA vuole ancora di più

Un generatore termoelettrico di radioisotopi è grande e poco pratico, ma fornisce elettricità permanente. (Immagine: NASA/JPL-Caltech)
Un generatore termoelettrico di radioisotopi è grande e poco pratico, ma fornisce elettricità permanente. (Immagine: NASA/JPL-Caltech)
Non si tratta di una mini centrale nucleare, ma la ricerca di una nuova fonte di energia presentata dalla NASA ha molto da offrire. Con una produzione permanente sufficiente per sistemi di grandi dimensioni, nuove destinazioni nel sistema solare sono a portata di mano.

Lo conosciamo dalla serie di videogiochi "Fallout". Qui, ogni auto è alimentata da un motore a fissione nucleare, che porta ripetutamente a esplosioni devastanti e a molte radiazioni rilasciate nel corso del gioco.

Non sorprende quindi che i generatori termoelettrici di radioisotopi (RTG) siano utilizzati solo lontano dalle zone abitate, più precisamente nelle missioni verso i pianeti esterni. Dopo tutto, il plutonio-238 è un potente emettitore alfa con un'emivita di poco meno di 90 anni.

Sarebbe un elemento particolarmente letale, soprattutto a contatto diretto, cioè nella catena alimentare. Potrebbe anche essere utilizzato per creare una reazione a catena, ossia per costruire una bomba nucleare.

È bene che le radiazioni alfa possano essere bloccate con poco sforzo, in modo che il Pu-238 possa essere utilizzato in modo pratico. Lasciare il nostro pianeta per questo, probabilmente non è una cattiva idea.

Una batteria basata sul plutonio converte l'energia emessa in energia sotto forma di luce infrarossa. In passato, tali RTG erano piuttosto pesanti, ma allo stesso tempo potevano fornire solo pochi watt di elettricità. Il semplice motivo è che non è consigliabile combinare una quantità eccessiva di Pu-238, in quanto ciò potrebbe innescare processi di fissione nucleare imprevedibili e incontrollabili.

La NASA ha quindi cercato di aumentare l'efficienza con un limite predefinito, che ha avuto un notevole successo negli studi iniziali. La nuova batteria può generare 8 watt di elettricità da poco più di 100 grammi di Pu-238 - e può farlo in modo stabile per decenni. Tutto ciò che serve è un'area di poco meno di 30 per 30 centimetri (un piede per un piede) per emettere la luce infrarossa.

La seconda fase della ricerca è ora destinata a portare ulteriori miglioramenti. Attualmente, la batteria al plutonio è quasi cinque volte più efficiente dei suoi predecessori. Con l'uso di materiali migliori, dovrebbe essere possibile un ulteriore aumento dello stesso fattore.

Soprattutto, questo porterebbe a un'ulteriore riduzione delle dimensioni della struttura, per poter costruire satelliti che devono gestire senza luce solare, il più piccoli e leggeri possibile. L'alimentazione dell'elettronica e degli strumenti di misura aggiuntivi sarebbe comunque garantita per un periodo di tempo enormemente lungo.

Anche se i valori di prestazione di una batteria di questo tipo saranno probabilmente assolutamente impressionanti, c'è sempre il rischio che il satellite, la fonte di energia e il Pu-238 possano ricadere direttamente sulla superficie terrestre. E se ciò dovesse accadere, dovrebbe essere in dosi minime, che altrimenti sarebbero meglio vicino a Saturno, Nettuno o nella Nube di Oort.

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Mario Petzold, 2024-05- 8 (Update: 2024-05- 8)