Kardiostimulátory se používají ke stimulaci pravidelného srdečního rytmu, když přirozený stimulační systém těla přestane fungovat nebo nefunguje správně. Po mnoho let se pro kardiostimulátory hledají nejlepší „baterie“.
V 70. letech minulého století, před použitím lithium-iontových baterií pro napájení kardiostimulátorů ve Spojených státech, byly použity baterie, které odebírají energii z alfa rozpadu plutonia 238. Rozpad alfa je doprovázen emisí těžkého jádra hélia, které rychle ztrácí energii a je potlačeno: proto je tenké tělo baterie schopné zcela chránit lidské tělo před alfa částicemi. Rozpad alfa je obvykle doprovázen silným gama zářením, což je přesně nebezpečné, ale Plutonium-238 je ohromující výjimka, pro kterou je emise gama quanta vzácná. Dodatečná dávka záření z jedné takové baterie v kardiostimulátoru je pouze 0,1 mSv za rok, zatímco obyčejná osoba dostává asi 2,4 mSv záření pozadí za rok života.
Jak tyto věčné baterie fungovaly? Jak nebezpečné je to pro člověka?
Jak můžete vidět na fotografii kardiostimulátoru (již bez plutonia) výše, elektronika zařízení je uzavřena v epoxidové pryskyřici. Pevné pouzdro z titanu je zkonstruováno tak, aby vydrželo jakoukoli pravděpodobnou škodu, včetně střelby a kremace.
Radioaktivní baterie mají obrovskou životnost, protože poločas plutonia 238 je 88 let a lithium-iontové baterie mohou závisti plutonia jen závidět. Takže tento rok v Int. J. Cardiol. publikoval vědecký článek popisující pacienta, který úspěšně používal kardiostimulátor plutonia po dobu 35 let, než se rozhodl vyměnit baterii.
Radiační dávka na povrchu kardiostimulátoru je přibližně 5 - 15 mrem (mikrorem, "biologický ekvivalent rentgenového záření", měrná jednotka) za hodinu od emitovaných paprsků gama a neutronů. Odhaduje se, že celkové ozařování těla je přibližně 0,1 rem za rok pro pacienta a přibližně 7,5 mrem za rok pro jeho manžela. Pro srovnání, 100 mrem je pozadí záření, které osoba dostává v průměru za rok.
Kardiostimulátory se často starali o své majitele. V roce 1973 Dr. Victor Parsonnett, zaměstnankyně lékařského centra Newark Beth Israel Medical Center, vybavila 20letou ženu kardiostimulátorem Numec NU-5. V té době zařízení stálo pacienta 23 000 USD z hlediska moderního kurzu. V dlouhodobém výhledu se však jaderný kardiostimulátor osvědčil jako velmi ekonomický - jakékoli jiné podobné zařízení by muselo být v tomto období vyměněno čtyřikrát až pětkrát.
Propagační video:
Podle Parsonnet bylo 139 pacientů nainstalováno NU-5. Většina z nich již není naživu.
Baterie v takovém kardiostimulátoru, jak jsme již řekli, je radioizotopový termoelektrický generátor (RTG), který využívá tepelnou energii uvolněnou během přirozeného rozkladu radioaktivních izotopů a přeměňuje ji na elektřinu pomocí termoelektrického generátoru. Ve srovnání s reakcemi jaderného štěpení, ke kterým dochází v konvenčních jaderných elektrárnách, jsou RTG mnohem kompaktnější. Jejich účinnost je nízká, stejně jako výstupní výkon, ale nevyžadují údržbu a pracují po celá desetiletí. Mnoho satelitů, které jsme vypustili do chladných hlubin vesmíru, jako Voyagers, odvezlo RTG pomocí plutonia 238 - to je tajemství jejich dlouhodobého provozu.