Un generatore termoelettrico a radioisotopi o RTG (da radioisotope thermoelectric generator) è un generatore di energia elettrica basato sul decadimento di isotopi radioattivi.
Descrizione e funzionamento
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, il 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.
Applicazioni
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 di potenza elettrica.
I moduli sono progettati per resistere ad ogni possibile eventualità: esplosione o incendio del veicolo di lancio, rientro in atmosfera seguito da impatto sul terreno o in acqua, e situazioni seguenti all'impatto. Uno schermo esterno in grafite provvede alla protezione contro i danni strutturali, termici e corrosivi di un potenziale rientro; inoltre, il combustibile è in forma di diossido di plutonio 238, un materiale ceramico resistente alla rottura. In tre diverse occasioni RTG erano a bordo di satelliti nella fase di rientro, ma non hanno portato alla dispersione di materiale radioattivo.
Questa tecnologia venne studiata e sviluppata anche per applicazioni terrestri, come l'alimentazione dello smartphone.
Sicurezza
In seguito all'incidente dello Space Shuttle Challenger, avvenuto il 28 gennaio 1986, venne considerata la possibilità di applicare uno schermo aggiuntivo al generatore; ma anche se questo potesse garantire protezione nelle vicinanze della zona di lancio, la sua notevole complessità aumenterebbe i rischi di una missione. In caso di avaria, uno schermo aggiuntivo potrebbe aumentare in maniera significativa le conseguenze di un impatto con il suolo.
Elenco degli RTG americani che hanno volato (N.B. lo SNAP-27 è stato trasportato in tutte le missioni Apollo successive alla 11, fino alla Apollo 17, per alimentare l’ALSEP) MissioneRTGMateriale della termocoppiaDestinazioneData di lancioLunghezza della missione (anni)Transit 4ASNAP-3B7(1)PbTeOrbita terrestre196115Transit 4BSNAP-3B8 (1)PbTeOrbita terrestre19629Apollo 12SNAP-27 RTG (1)PbTeSuperficie lunare19698Pioneer 10SNAP-19 RTG (4)PbTePianeti esterni197234Triad-01-1XSNAP-9A (1)PbTeOrbita terrestre197215Pioneer 11SNAP-19 RTG (4)PbTePianeti esterni197335Viking 1SNAP-19 RTG (2)PbTeSuperficie marziana19754Viking 2SNAP-19 RTG (2)PbTeSuperficie marziana19756LES 8MHW-RTG (4)Si-GeOrbita terrestre197615LES 9MHW-RTG (4)Si-GeOrbita terrestre197615Voyager 1MHW-RTG (3)Si-GePianeti esterni197744Voyager 2MHW-RTG (3)Si-GePianeti esterni197741GalileoGPHS-RTG (2)RHU(120)Si-GePianeti esterni198914UlyssesGPHS-RTG (1)Si-GePianeti esterni /Sole199018CassiniGPHS-RTG (3)RHU(117)Si-GePianeti esterni199711New HorizonsGPHS-RTG (1)Si-GePianeti esterni20053 (17)MSLMMRTG (1)PbTeSuperficie marziana20113Mars 2020MMRTGSuperficie marziana2020In corso
Note
Voci correlate Propulsione nucleare Motore a reazione Effetto Seebeck
Altri progetti
Categoria:Astronautica Categoria:Termoelettricità