Generatore termoelettrico a radioisotopi: differenze tra le versioni

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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 120 W di potenza elettrica^[1].

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^[2].

Questa tecnologia venne studiata e sviluppata anche per applicazioni terrestri, come l'alimentazione dello smartphone.^[3]

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)^[4]

Missione	RTG	Materiale della termocoppia	Destinazione	Data di lancio	Lunghezza della missione (anni)
Transit 4A	SNAP-3B7(1)	Pb Te	Orbita terrestre	1961	15
Transit 4B	SNAP-3B8 (1)	Pb Te	Orbita terrestre	1962	9
Apollo 12	SNAP-27 RTG (1)	Pb Te	Superficie lunare	1969	8
Pioneer 10	SNAP-19 RTG (4)	Pb Te	Pianeti esterni	1972	34
Triad-01-1X	SNAP-9A (1)	Pb Te	Orbita terrestre	1972	15
Pioneer 11	SNAP-19 RTG (4)	Pb Te	Pianeti esterni	1973	35
Viking 1	SNAP-19 RTG (2)	Pb Te	Superficie marziana	1975	4
Viking 2	SNAP-19 RTG (2)	Pb Te	Superficie marziana	1975	6
LES 8	MHW-RTG (4)	Si-Ge	Orbita terrestre	1976	15
LES 9	MHW-RTG (4)	Si-Ge	Orbita terrestre	1976	15
Voyager 1	MHW-RTG (3)	Si-Ge	Pianeti esterni	1977	44
Voyager 2	MHW-RTG (3)	Si-Ge	Pianeti esterni	1977	41
Galileo	GPHS-RTG (2)RHU(120)	Si-Ge	Pianeti esterni	1989	14
Ulysses	GPHS-RTG (1)	Si-Ge	Pianeti esterni /Sole	1990	18
Cassini	GPHS-RTG (3)RHU(117)	Si-Ge	Pianeti esterni	1997	11
New Horizons	GPHS-RTG (1)	Si-Ge	Pianeti esterni	2005	3 (17)
MSL	MMRTG (1)	Pb Te	Superficie marziana	2011	3
Mars 2020	MMRTG		Superficie marziana	2020	In corso

Note

^ Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (PDF), su nuclear.energy.gov, gennaio 2008. URL consultato il 7 marzo 2018 (archiviato dall'url originale il 19 gennaio 2012).
^ Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (PDF), su aboutnuclear.org, aprile 2002. URL consultato il 6 febbraio 2022 (archiviato dall'url originale il 28 settembre 2006).
^ La batteria atomica per smartphone che dura 50 anni
^ Ryan Bechtel, Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) (PDF), su nasa.gov, U.S. Department of Energy.

Voci correlate

Altri progetti

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[1] Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (PDF), su nuclear.energy.gov, gennaio 2008. URL consultato il 7 marzo 2018 (archiviato dall'url originale il 19 gennaio 2012).

[2] Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (PDF), su aboutnuclear.org, aprile 2002. URL consultato il 6 febbraio 2022 (archiviato dall'url originale il 28 settembre 2006).

[3] La batteria atomica per smartphone che dura 50 anni

[4] Ryan Bechtel, Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) (PDF), su nasa.gov, U.S. Department of Energy.

[1]

[2]

[3]

[4]

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-[[Immagine:Cassini RTG.jpg|thumb|Particolare del generatore termoelettrico a radioisotopi della [[Missione spaziale Cassini-Huygens|sonda Cassini]]]]
+[[File:Cassini RTG.jpg|thumb|Particolare del generatore termoelettrico a radioisotopi della [[Missione spaziale Cassini-Huygens|sonda Cassini]]]]
-[[File:Cutdrawing of an GPHS-RTG.jpg|thumb|Schema di un RTG usato sulla [[sonda Cassini]]]]
+[[File:Cutdrawing of an GPHS-RTG.png|thumb|Schema di un RTG usato sulla [[sonda Cassini]]]]
-Un '''generatore termoelettrico a radioisotopi''' o '''radioisotope thermoelectric generator''' ('''RTG''') è un generatore di [[energia elettrica]] basato sul [[decadimento]] di [[Isotopo|isotopi]] [[Radioattività|radioattivi]].
+Un '''generatore termoelettrico a radioisotopi''' o '''RTG''' (da ''radioisotope thermoelectric generator'') è un generatore di [[energia elettrica]] basato sul [[Radioattività|decadimento]] di [[Isotopo|isotopi]] [[Radioattività|radioattivi]].
 == Descrizione e funzionamento ==
+[[File:Radioisotope thermoelectric generator plutonium pellet.jpg|miniatura|Il pellet di plutonio, la fonte di energia dell'RTG]]
-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]]:
+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.
-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 ==
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 I generatori RTG sono usati a partire dalle missioni Apollo sulla Luna nel campo dell'[[esplorazione spaziale]].
-Nel caso della [[Missione spaziale Cassini-Huygens|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 120&nbsp;[[watt|W]] di potenza elettrica<ref>[http://www.nuclear.energy.gov/pdfFiles/MMRTG_Jan2008.pdf MMRTG January 2008.pmd<!-- Titolo generato automaticamente -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120119155525/http://www.nuclear.energy.gov/pdfFiles/MMRTG_Jan2008.pdf |data=19 gennaio 2012 }}</ref>.
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+Questa tecnologia venne studiata e sviluppata anche per applicazioni terrestri, come l'alimentazione dello smartphone.<ref>[https://www.wired.it/article/batteria-atomica-smartphone-autonomia-50-anni/#intcid=_wired-it-right-rail_941dfcac-b402-422b-b45d-4405adf7aa27_popular4-1 La batteria atomica per smartphone che dura 50 anni]</ref>
-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<ref>[http://www.aboutnuclear.org/docs/space/mmrtg.pdf NuclearConnect - ANS<!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>.
 == Sicurezza ==
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 == Elenco degli RTG americani che hanno volato ==
-''(N.B. lo [[Systems for Nuclear Auxiliary Power|SNAP-27]] è stato trasportato in tutte le missioni [[Programma Apollo|Apollo]] successive alla [[Apollo 11|11]], fino alla [[Apollo 17]], per alimentare l’[[ALSEP]])''<ref>{{Cita web|url=https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/4_Mars_2020_MMRTG.pdf|titolo=Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG) Ryan Bechtel - Power System Safety Manager - U.S. Department of Energy}}</ref>
+(''N.B. lo [[Systems for Nuclear Auxiliary Power|SNAP-27]] è stato trasportato in tutte le missioni [[Programma Apollo|Apollo]] successive alla [[Apollo 11|11]], fino alla [[Apollo 17]], per alimentare l’[[ALSEP]]'')<ref>{{Cita web|url=https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/4_Mars_2020_MMRTG.pdf|titolo=Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator (MMRTG)|autore=Ryan Bechtel|editore=U.S. Department of Energy}}</ref>
 {| class="wikitable"
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 * [[Propulsione nucleare]]
 * [[Motore a reazione]]
-* [[Effetto termoelettrico]] (anche detto ''Effetto Seebeck'')
+* [[Effetto Seebeck]]
 == Altri progetti ==
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+{{Tecnologia nucleare}}{{Controllo di autorità}}
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