Radionuklidbatterie
Ein Radioisotopengenerator (engl. radioisotope thermoelectric generator, RTG) gewinnt Elektrizität aus dem eingefüllten radioaktiven Isotop. Durch den radioaktiven Zerfall des Isotops entsteht Wärme, die durch ein Thermoelement direkt in Elektrizität umgewandelt wird. Diese Generatoren betreiben keine Kernspaltung und sind daher von Kernreaktoren zu unterscheiden.
Aufgrund ihrer Einfachheit und langen Laufzeit finden sie Verwendung dort, wo kein Stromnetz vorhanden ist und wo Wartung und Nachfüllen eines Generators selten oder nie möglich ist. Sie sind jedoch problematisch, da sie bei ungenügender Abschirmung oder Defekten ihre Umgebung verstrahlen können und das radioaktive Material gestohlen werden könnte.
Eine heutzutage als besonders heikel angesehene Anwendung sind die Herzschrittmacher der ersten Generation, welche mit Pu-RTG betrieben werden. Die Grundidee war es, langlebige Batterien zu verwenden, um unnötige Eingriffe zum Batteriewechsel zu verhindern. Es gibt heute noch eine geschätzte Zahl von 100 lebenden Patienten weltweit, die über ein solches Implantat verfügen. Moderne Herzschrittmacher werden mittels Lithium-Ionen-Akku betrieben. Diese können durch Induktionsschleifen ebenfalls ohne operativen Eingriff aufgeladen werden.
Diese Probleme tauchen bei der bekanntesten (und heute fast einzigen) Anwendung von RTGs – in der Raumfahrt als Stromversorgung von Sonden zu den äußeren Planeten – nicht auf. Jenseits der Mars-Umlaufbahn reicht die Strahlung der weit entfernten Sonne nicht mehr aus, um mit Solarzellen in praktikabler Größe den Energiebedarf der Sonden zu decken. RTGs sind die derzeit einzigen Generatoren, die leicht und zuverlässig genug sind, um in eine Sonde integriert zu werden und ausreichend lange Strom liefern können. Typische Generatoren in diesem Gebiet sind mit keramischem Plutoniumdioxid (PuO2), das chemisch stabiler ist und einen höheren Schmelzpunkt als metallisches Plutonium hat, in festen Blöcken befüllt. Die RTGs haben so ein stabiles Geheuse, das sie Explosionen beim Start oder das Wiedereintreten in die Atmosphäre in einem Stück überstehen, wodurch das Verseuchungsrisiko bei Unfällen minimiert wird.
Die letzte Debatte zum Thema RTGs fand 1997 statt, als die NASA-Mission Cassini-Huygens zum Saturn startete. Die an Bord befindlichen RTGs verursachten Proteste der Anwohner des Weltraumbahnhofs und von Umweltverbänden, die bei einem Fehlstart schwerwiegende Umweltprobleme befürchteten. Ein weiteres empfundenes Risiko bestand durch ein Fly-by-Manöver an der Erde, bevor Cassini-Huygens in Richtung Saturn fliegen konnte.