Атомные батарейки, работающие на распаде плутония, уже больше шестидесяти лет питают кардиостимуляторы и космические зонды. Но сырья для них мало: во всём мире производят лишь несколько килограммов плутония-238 в год, и этого едва хватает на самые важные миссии. Авторы новой работы предлагают неожиданный источник: термоядерный реактор, который ещё не построен, но уже спроектирован до мелочей.
Внутри такого реактора при слиянии дейтерия и трития рождаются нейтроны с энергией 14 миллионов электронвольт. Эти частицы, попадая в специально подобранные материалы — торий, нептуний, протактиний, — заставляют их ядра захватывать нейтроны и превращаться в изотопы, которых в природе почти нет. Расчёты на компьютерной модели OpenMC показывают: один гигаватт-год работы реактора даёт от 11 до 57 килограммов плутония-236. Грамм этого вещества выделяет 18 гигаджоулей энергии за столетие — как будто крошечная крупинка греет чайник десятки лет подряд.
Кроме плутония, реактор может нарабатывать уран-232, торий-228, актиний-227 и свинец-210 — целый набор топлив, которые в десять раз плотнее по энергии, чем привычный плутоний-238. Для космического корабля это означает лёгкий и мощный источник электричества: актиний-227 и свинец-210 требуют меньше защиты от излучения, чем нынешние материалы, если мощность превышает несколько сотен ватт. Так термоядерная станция, задуманная для выработки электричества, попутно становится фабрикой топлива для батареек, которые будут работать в часах, датчиках и марсианских роверах.
Пока термоядерные реакторы не вышли за пределы лабораторий, но расчёт показывает: одна такая станция способна заменить целый завод по производству изотопов. И тогда атомные батарейки перестанут быть штучным товаром, а станут обычным источником энергии — тихим, долгим и почти вечным.
Грамм плутония-236 выделяет за сто лет столько же энергии, сколько сжигание примерно 400 килограммов угля.
В романе «Марсианин» Энди Вейра герой использует радиоизотопный термоэлектрический генератор на плутонии-238, чтобы согреться в марсианской пустыне — новая технология сделала бы такие генераторы в десять раз мощнее при том же весе.