Radioisótopos gerador termoelétrico (RTG)

Versão 1.0

Um radioisótopos gerador termoelétrico ( RTG , RITEG ) é uma tecnologia de reator nuclear para gerar energia elétrica que obtém sua energia de decaimento radioativo. Em tal dispositivo, o calor liberado pela decomposição de um material radioativo é convertido em electricidade pelo Efeito Seebeck usando uma matriz de termopares. O RTG pode ser considerado como um tipo de bateria e têm sido utilizados como fonte de energia em satélites, sondas espaciais não tripuladas e instalações remotas, como uma série de faróis construídos pela antiga União Soviética dentro do Círculo Ártico. RTG são geralmente a fonte de energia mais desejável para a robótica ou situações que necessitam de algumas centenas de watts ou pouco de energia por períodos muito longos para células a combustível , baterias ou geradores e em locais onde as placas solares não são viáveis. 

A concepção de uma RTG é simples para os padrões da tecnologia nuclear: o principal componente é um recipiente resistente de um material radioativo (o combustível). Termopares são colocados nas paredes do recipiente, com a extremidade externa de cada termopar conectado a um dissipador de calor . Decaimento radioativo do combustível produz calor que flui através dos termopares para o dissipador de calor.

Um termopar é dispositivo um termoelétrica que converte a energia térmica diretamente em energia elétrica usando o efeito Seebeck. É composto por dois tipos de metal (ou semicondutores). Eles são ligados uns aos outros em circuito fechado. Se as duas junções estão a diferentes temperaturas, uma corrente elétrica fluirá no circuito. Ou seja os " termopares " são a junção de dois metais (ou semicondutores) que funcionam com o principio do efeito Seebeck.

RTG em usa  " termopares " para converter o calor do material radioativo em eletricidade. Termopares, embora muito confiável e duradouro, são muito ineficientes; eficiência acima de 10% nunca foram realizados. O RTG têm eficiências entre 3-7%. Os materiais termoelétricos em missões espaciais até hoje incluiu ligas de silício e germânio, telureto de chumbo e de teluretos, germânio, antimônio e prata. Estudos têm sido feitos na melhoria da eficiência, utilizando outras tecnologias para gerar eletricidade a partir do calor. Para alcançar maior eficiência do combustível radioativo, isso significaria menos material radioativo necessário para produzir a mesma quantidade de energia e, portanto, uma diminuição de peso para o gerador. Este é um importante fator crítico em considerações de custo de lançamento espacial.

Um conversor incandescente é um dispositivo de conversão de energia que se baseia no princípio da incandescia de emissões que  podem alcançar eficiências entre 10-20%, mas requer temperaturas mais elevadas do que aqueles que os RTG usam. Alguns protótipos RTG podem usar dispositivo termiônico, mas inviável em material radioativo com meia-vida curta. Vários reatores nucleares têm usado efeito termiônico, mas reatores nucleares são geralmente muito pesados para uso em sondas espaciais.

células termofotovoltaica trabalho pelos mesmos princípios como uma célula fotovoltaica, exceto que um converte a radiação infravermelha emitida através de uma superfície quente, em vez de luz visível em eletricidade. As células Termofotovoltaica têm uma eficiência ligeiramente superior comparado aos termopares e podem ser sobrepostos em cima dos termopares, o que potencialmente dobra a eficiência. Sistemas como os geradores radioisótopo simulada por aquecedores elétricos têm demonstrado uma eficiência de 20%, mas não foram testados com radioisótopos real. Alguns modelos teóricos de células termofotovoltaica  têm eficiências de até 30%, mas estes ainda têm de ser construídas ou confirmada. As células termofotovoltaica de silício degradam mais rápido do que termopares, especialmente na presença de radiação ionizante.

Interior de RTG usado na iluminação de uma bóia marinha para guiar barcos, navios...

Aqui temos um combustivel de RTG usado na sonda espacial  Cassini, é um  barrinha de ²³⁸PuO₂ a cor avemelhada é por causa da incandescência, é esse calor que é usado para gerar energia. 

Figuras da wikipedia