البطاريات الذرية التي تعمل على اضمحلال البلوتونيوم تغذي منذ أكثر من ستين عامًا أجهزة تنظيم ضربات القلب والمسابير الفضائية. لكن المواد الخام لها شحيحة: ففي جميع أنحاء العالم يُنتج بضعة كيلوغرامات فقط من البلوتونيوم-238 سنويًا، وهذا بالكاد يكفي لأهم المهام. يقترح مؤلفو العمل الجديد مصدرًا غير متوقع: مفاعل اندماج نووي لم يُبنَ بعد، لكنه صُمم بتفاصيل دقيقة.
داخل مثل هذا المفاعل، عند اندماج الديوتيريوم والتريتيوم، تولد نيوترونات بطاقة 14 مليون إلكترون فولت. هذه الجسيمات، عندما تصطدم بمواد مختارة بعناية — الثوريوم، النبتونيوم، البروتكتينيوم — تجعل نواتها تلتقط النيوترونات وتتحول إلى نظائر لا توجد تقريبًا في الطبيعة. تظهر الحسابات على النموذج الحاسوبي OpenMC: سنة واحدة من تشغيل المفاعل بقدرة غيغاواط تعطي من 11 إلى 57 كيلوغرامًا من البلوتونيوم-236. غرام واحد من هذه المادة يطلق 18 غيغاجول من الطاقة على مدى قرن — كما لو أن حبيبة صغيرة تسخّن غلاية لعقود متتالية.
بالإضافة إلى البلوتونيوم، يمكن للمفاعل إنتاج اليورانيوم-232، الثوريوم-228، الأكتينيوم-227 والرصاص-210 — مجموعة كاملة من أنواع الوقود التي تزيد كثافة طاقتها بعشر مرات عن البلوتونيوم-238 المألوف. بالنسبة للمركبة الفضائية، هذا يعني مصدر كهرباء خفيفًا وقويًا: الأكتينيوم-227 والرصاص-210 يتطلبان حماية أقل من الإشعاع مقارنة بالمواد الحالية إذا تجاوزت القدرة بضع مئات من الواط. وهكذا تصبح محطة الاندماج، المصممة لإنتاج الكهرباء، بالمناسبة مصنعًا لوقود البطاريات التي ستعمل في الساعات وأجهزة الاستشعار ومركبات المريخ الجوالة.
لم تتجاوز مفاعلات الاندماج النووي حدود المختبرات بعد، لكن الحساب يُظهر: محطة واحدة كهذه قادرة على استبدال مصنع كامل لإنتاج النظائر. وعندها تتوقف البطاريات الذرية عن كونها سلعة نادرة، وتصبح مصدر طاقة عاديًا — هادئًا وطويل الأمد وشبه أبدي.
غرام واحد من البلوتونيوم-236 يطلق خلال مائة عام طاقة تعادل حرق حوالي 400 كيلوغرام من الفحم.
في رواية «المريخي» لأندي وير، يستخدم البطل مولدًا كهربائيًا حراريًا نظائريًا يعمل بالبلوتونيوم-238 ليدفئ نفسه في صحراء المريخ — التكنولوجيا الجديدة ستجعل هذه المولدات أقوى بعشر مرات بنفس الوزن.