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Concept
Plutonium 238
Résumé
Le plutonium 238, noté Pu, est l'isotope du plutonium dont le nombre de masse est égal à 238 : son noyau atomique compte et avec un spin 0+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Un gramme de présente une radioactivité α de .
Durant les années 1960 et 1970, les scientifiques du Laboratoire américain de Los Alamos ont mis au point une utilisation du pour fournir l'énergie nécessaire à des pacemakers.
Le plutonium 238 donne de l'uranium 234 par désintégration α avec une énergie de désintégration de , une puissance spécifique d'environ et une période radioactive de :
Il appartient ainsi à la même famille de désintégration que l'uranium 238.
Le U donne ensuite, à son tour, du par désintégration α avec une période de , donc à un rythme relatif extrêmement faible. L'essentiel de la radioactivité du correspond donc à la désintégration de cet élément.
Le Pu est donc un puissant émetteur de rayonnement α, ce qui en fait l'isotope de loin le plus utilisé dans les générateurs de chaleur et les générateurs thermoélectriques à radioisotopes qui alimentent les sondes spatiales et les équipements de haute technologie requérant une source d'énergie fiable sans maintenance (typiquement les dispositifs sous-marins de renseignement militaire) ; l'usage de à cette fin a été abandonné, malgré sa puissance, en raison de sa trop brève durée de vie.
Générateur thermoélectrique à radioisotope
vignette|RTG de Cassini. La mission de la sonde Cassini était initialement de onze ans, d' à juin 2008. Elle a pu être étendue une première fois jusqu'en 2010, puis une seconde fois jusqu'en 2017, grâce à la bonne durée de vie de ses RTG.
Les sondes spatiales destinées à explorer les planètes lointaines ne peuvent pas dépendre de panneaux solaires : ces sondes sont donc équipées de générateurs à radioisotope afin de prendre le relais des panneaux solaires au-delà de l'orbite de Mars, comme les sondes Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Galileo, Ulysses, Cassini-Huygens, ou encore New Horizons.
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