Pacemaker-urile sunt utilizate pentru a stimula bătăile inimii obișnuite atunci când sistemul natural de stimulare electrică al organismului încetează să funcționeze sau nu funcționează corect. Timp de mulți ani, cele mai bune „baterii” au fost căutate pentru stimulatoarele cardiace.
În anii '70, înainte de utilizarea bateriilor cu litiu-ion pentru a alimenta stimulatoare cardiace în Statele Unite, s-au folosit baterii care atrag energia din degradarea alfa a plutoniului-238. Cariile alfa sunt însoțite de emisia unui nucleu greu de heliu, care pierde rapid energia și este inhibat: prin urmare, corpul subțire al bateriei este capabil să protejeze complet corpul uman de particulele alfa. Cariile alfa sunt însoțite de obicei de o radiație gamma puternică, care este tocmai periculoasă, dar Plutoniu-238 este o excepție uimitoare, pentru care emisia de canta gamma este rară. Doza suplimentară de radiație de la o astfel de baterie într-un stimulator cardiac este de numai 0,1 mSv pe an, în timp ce o persoană obișnuită primește aproximativ 2,4 mSv de radiații de fond pe an de viață.
Cum au funcționat aceste baterii eterne? Cât de periculos este pentru oameni?
După cum puteți vedea în fotografia stimulatorului cardiac (deja fără plutoniu) de mai sus, electronica dispozitivului este închisă în rășină epoxidică. Carcasa din titan solid este proiectată pentru a rezista la orice eveniment de deteriorare posibil, inclusiv focuri de armă și incinerație.
Bateriile radioactive au o durată de viață uriașă, întrucât timpul de înjumătățire al plutoniu-238 este de 88 de ani, iar bateriile cu ioni de litiu nu pot invidia decât plutoniu. Deci, anul acesta în Int. J. Cardiol. a publicat un articol științific care descrie un pacient care a folosit cu succes un stimulator cardiac plutoniu timp de 35 de ani înainte de a decide să schimbe bateria.
Doza de radiație de pe suprafața stimulatorului cardiac este de aproximativ 5-15 mrem (microrem, „echivalentul biologic al razelor X”, o unitate de măsură) pe oră de la razele gamma emise și neutronii. Se estimează că iradierea totală a corpului este de aproximativ 0,1 rem pe an pentru pacient și aproximativ 7,5 mrem pe an pentru soțul său. Pentru comparație, 100 mrem este radiația de fundal pe care o persoană o primește în medie pe an.
De multe ori, stimulatoarele cardiace plutoniu erau îngrijorate de proprietarii lor. În 1973, dr. Victor Parsonnett, membru al Centrului Medical Newark Beth Israel, a montat o femeie de 20 de ani cu un stimulator cardiac Numec NU-5. La acel moment, dispozitivul a costat pacientului 23.000 USD în termeni de curs modern. Cu toate acestea, pe termen lung, un stimulator cardiac nuclear s-a dovedit a fi foarte economic - orice alt dispozitiv similar ar trebui să fie înlocuit de patru până la cinci ori într-o astfel de perioadă.
Video promotional:
Conform Parsonnet, 139 de pacienți au fost instalați NU-5. Majoritatea dintre ei nu mai sunt în viață.
Bateria dintr-un astfel de stimulator cardiac, așa cum am spus deja, este un generator termoelectric radioizotop (RTG), care utilizează energia termică eliberată în timpul degradării naturale a izotopilor radioactivi și o transformă în electricitate folosind un generator termoelectric. Comparativ cu reacțiile de fisiune nucleară care au loc la centralele nucleare convenționale, RTG-urile sunt mult mai compacte. Eficiența lor este scăzută, la fel ca și puterea de ieșire, dar nu necesită întreținere și funcționează de zeci de ani. Mulți sateliți pe care i-am lansat în adâncurile reci ale spațiului, precum Voyagers, au transportat RTG-urile cu plutoniu-238 cu acestea - acesta este secretul funcționării lor pe termen lung.
