Pejsmejkeri se koriste za stimuliranje redovitog otkucaja srca kada prirodni električni sustav pejsinga prestane raditi ili ne radi ispravno. Mnogo godina su se tražile najbolje „baterije“za pejsmejkere.
U 1970-ima, prije upotrebe litij-ionskih baterija za pokretanje pejsmejkera u Sjedinjenim Državama, korištene su baterije koje crpe energiju iz alfa propadanja plutonija-238. Raspad alfa prati emisija teškog jezgra helija, koji brzo gubi energiju i inhibira: dakle, tanko tijelo baterije može u potpunosti zaštititi ljudsko tijelo od alfa čestica. Raspad alfa obično je popraćen jakim gama zračenjem, što je upravo opasno, ali Pluton-238 je zapanjujuća iznimka, za koju je emisija gama kvanta rijetka. Dodatna doza zračenja iz jedne takve baterije u pejsmejkeru je samo 0,1 mSv godišnje, dok obična osoba prima oko 2,4 mSv pozadinskog zračenja po godini života.
Kako su funkcionirale ove vječne baterije? Koliko je opasno za ljude?
Kao što možete vidjeti na fotografiji pejsmejkera (već bez plutonija) gore, elektronika uređaja zatvorena je epoksidnom smolom. Čvrsta futrola od titana napravljena je da izdrži bilo koji mogući događaj oštećenja, uključujući pucnjavu i kremaciju.
Radioaktivne baterije imaju ogroman životni vijek, jer je poluživot plutonija-238 88 godina, a litij-ionske baterije mogu samo zavidjeti plutoniju. Dakle, ove godine u Int. J. Cardiol. objavio znanstveni članak u kojem opisuje pacijenta koji je uspješno koristio plutonijski pacemaker 35 godina prije nego što se odlučio promijeniti bateriju.
Doza zračenja na površini pejsmejkera iznosi oko 5-15 mrem (mikrorem, "biološki ekvivalent X-zraka", jedinica za mjerenje) na sat od emitiranih gama zraka i neutrona. Procjenjuje se da je ukupno zračenje tijela približno 0,1 rem godišnje za pacijenta i približno 7,5 mrem godišnje za njegovog supružnika. Za usporedbu, 100 mrema je pozadinsko zračenje koje čovjek prima u prosjeku godišnje.
Često puta se plutonijski pacemakeri brinuli o svojim vlasnicima. 1973. dr. Victor Parsonnett, zaposlenik Medicinskog centra Newark Beth Izrael, opremio je 20-godišnju ženu s pacemakerom Numec NU-5. U to je vrijeme uređaj koštao pacijenta 23.000 dolara u smislu modernog tečaja. Međutim, dugoročno se pokazalo da je nuklearni pejsmeker vrlo ekonomičan - bilo koji drugi sličan uređaj morao bi se zamijeniti četiri do pet puta u takvom razdoblju.
Promotivni video:
Prema Parsonnetu, 139 pacijenata je postavilo NU-5. Većina njih više nije živa.
Baterija u takvom pejsmejkeru, kao što smo već rekli, je radioizotopski termoelektrični generator (RTG), koji koristi toplinsku energiju koja se oslobađa tijekom prirodnog raspada radioaktivnih izotopa i pretvara je u električnu energiju pomoću termoelektričnog generatora. U usporedbi s reakcijama nuklearne fisije koje se događaju u konvencionalnim nuklearnim elektranama, RTG-i su mnogo kompaktniji. Njihova učinkovitost je niska, kao i izlazna snaga, ali za njih nije potrebno održavanje i rade desetljećima. Mnogi sateliti koje smo lansirali u hladne dubine svemira, poput Voyagera, nosili su sa sobom RTG-ove plutonijum-238 - to je tajna njihovog dugoročnog rada.