Пейсмейкърите се използват за стимулиране на редовен сърдечен ритъм, когато естествената електрическа система за крачка на тялото престане да работи или не работи правилно. От много години се търсят най-добрите „батерии“за пейсмейкърите.
През 70-те години на миналия век, преди използването на литиево-йонни батерии за енергийни пейсмейкъри в Съединените щати, са използвани батерии, които черпят енергия от алфа-разпадането на плутоний-238. Разлагането на алфата е придружено от излъчване на тежко ядро на хелий, което бързо губи енергия и се инхибира: следователно тънкият корпус на батерията е в състояние напълно да защити човешкото тяло от алфа частици. Разлагането на алфа обикновено е придружено от силно гама излъчване, което е точно опасно, но Плутоний-238 е изумително изключение, за което излъчването на гама кванти е рядко. Допълнителната доза радиация от една такава батерия в пейсмейкър е само 0,1 mSv годишно, докато обикновен човек получава около 2,4 mSv фонова радиация на година живот.
Как работеха тези вечни батерии? Колко опасно е за хората?
Както можете да видите на снимката на пейсмейкъра (вече без плутоний) по-горе, електрониката на устройството е затворена в епоксидна смола. Твърдият корпус от титан е проектиран така, че да издържа на всяка вероятна повреда, включително пушка и кремация.
Радиоактивните батерии имат огромен живот, тъй като полуживотът на плутоний-238 е 88 години, а литиево-йонните батерии могат само да завиждат на плутония. И така, тази година в Int. J. Cardiol. публикува научна статия, описваща пациент, който успешно използва плутониев пейсмейкър в продължение на 35 години, преди да реши да смени батерията.
Дозата на радиация върху повърхността на пейсмейкъра е приблизително 5-15 мрема (микрорем, "биологичен еквивалент на рентгенов лъч", мерна единица) на час от излъчените гама лъчи и неутрони. Изчислено е, че общото облъчване на тялото е приблизително 0,1 рема годишно за пациента и приблизително 7,5 мрема годишно за неговия съпруг. За сравнение 100 мрема е фоновото лъчение, което човек получава средно годишно.
Често пъти плутониевите пейсмейкъри се притеснявали за собствениците си. През 1973 г. д-р Виктор Парсоннет, служител в Медицински център Нюарк Бет Израел, монтира 20-годишна жена с пейсмейкър Numec NU-5. По това време устройството струва на пациента 23 000 долара по отношение на модерен курс. В дългосрочен план обаче ядреният пейсмейкър се оказа много икономичен - всяко друго подобно устройство би трябвало да бъде заменено четири до пет пъти за такъв период.
Промоционално видео:
Според Parsonnet, 139 пациенти са били инсталирани NU-5. Повечето от тях вече не са живи.
Батерията в такъв пейсмейкър, както вече казахме, е радиоизотопен термоелектричен генератор (RTG), който използва топлинна енергия, освободена по време на естествения разпад на радиоактивните изотопи и я превръща в електричество с помощта на термоелектричен генератор. В сравнение с реакциите на ядрен делене, които се провеждат в конвенционалните атомни електроцентрали, RTG са много по-компактни. Тяхната ефективност е ниска, както и изходната мощност, но те не изискват поддръжка и работят от десетилетия. Много спътници, които изстреляхме в студените дълбочини на космоса, като Voyagers, пренесоха RTG с плутоний-238 - това е тайната на тяхната дългосрочна експлоатация.