SCIENCE 3D | 원자력 전지 (방사성 동위 원소 열전 발전기)

무슨 일이 일어났나

원자력 전지(방사성 동위 원소 열전 발전기, RTG)는 방사성 원소가 붕괴하며 내는 열을, 독일 과학자 제베크가 찾은 효과로 바로 전기로 바꿉니다(NASA).

화성 탐사차 큐리오시티의 전원인 MMRTG 는 이산화 플루토늄 4.8 kg 으로 처음 약 2,000 W 의 열을 내고, 발사 때 약 110 W 의 전기를 만들었습니다(NASA).

시뮬레이터에서 순수 플루토늄-238 1 kg 은 붕괴 열 568 W 를 내고, 14 년 뒤에는 원자핵이 0.895 남아 열이 508 W 로 줄어듭니다.

플루토늄-238 의 반감기는 87.7 년이라(LBL · NNDC) 87.5 년이 지나도 열이 284 W 로 절반쯤 남습니다 — 1977 년에 발사된 보이저 1 · 2 호가 발사 때부터 RTG 전기로 움직여 온 까닭입니다(NASA).

겨울에 쥐는 손난로가 스스로 따뜻해지듯 RTG 의 연료도 스스로 열을 내는데, RTG 는 그 열을 전기로 바꿉니다.
휴대폰 배터리는 날마다 충전해야 하지만, RTG 는 연료가 붕괴하는 동안 충전 없이 십수 년 넘게 열을 냅니다 — MMRTG 의 설계 수명은 적어도 14 년입니다(NASA).

MMRTG(화성 탐사차 큐리오시티 전원)의 전기 출력 — 발사 때 약 110 W: 110 W 출처
MMRTG 의 처음 열 출력 약 2,000 W: 2000 W 출처
MMRTG 안의 이산화 플루토늄 4.8 kg (10.6 파운드): 4.8 kg 출처
MMRTG 무게 약 45 kg: 45 kg 출처
MMRTG 설계 수명 (최소): 14 년 출처
RTG 를 처음 지구 궤도에 올린 해: 1961 출처
RTG 를 실은 우주 임무 수 · RTG 수 (2013 년 쪽): 27 회 출처
보이저 1 · 2 호는 1977 년 발사 때부터 RTG 전기로 움직인다: 1977 출처
열을 바로 전기로 바꾸는 원리 — 독일 과학자 제베크(Thomas Johann Seebeck)가 찾았다: Seebeck effect 출처
플루토늄-238 반감기: 87.7 년 출처
플루토늄-238 반감기 (NuDat 3 평가값): 87.7 년 출처