동위원소 전지 > 공지사항

동위원소 전지는 간혹 “원자력전지”라고 불리기도 하는데 원자로를 이용한 원자로 전지와는 다른 것이므로 주의해야 한다,

"동위원소 전지"든 "원자로 전지"든 양쪽 모두 인공위성의 전원으로 쓰이고 있다, 또한 열을 “열전대” 에 쪼여 직접 전기로 변환시킨다는 점에서 태양전지와 마찬가지로 물리전지에 속한다, 열전대란 두 종류의 서로 다른 금속을 고리모양으로 이어 붙인 것으로 한쪽 끝에 열을 가하면 다른 한쪽 끝에서 전기가 만들어지는 성질을 가지고 있다.

동위원소 전지는 수년이상의 긴 반감기를 갖는 방사성 동위원소가 자연 붕괴할 때 발생하는 열을 사용한다. 여기서 반감기란 방사성 물질의 양이 반으로 줄어드는데 걸리는 기간을 말하며 동위원소 마다 고유한 값을 갖는다.

또한 자연붕괴란 원자로 속에서 중성자를 충돌시켜 일으키는 핵분열과 달리 자연상태에서 인공적인 조작 없이 보다 안정적인 원소로 변하는 현상을 말한다.

 전지에 쓰이는 동위원소로는 코발트 60(⁶⁰Co) 스트론튬 90(⁹⁰ Sr) 폴로늄 210(²¹⁰Po) 플루토늄 238(²³⁸Pu) 등이 있다. 숫자는 각 동위원소의 질량수를 나타내는데 이것은 핵 1개 속에 양성자수와 중성자수의 합계와 같다.

동위원소 전지는 원래 인공위성의 보조 전원으로서 개발되었다. 달에 착륙한 아폴로 12호 우주선에서도 플루토늄 238을 이용한 전지가 월면 "자동관측장치"의 전원으로 사용되었다,

스트론튬 90을 이용한 동위원소 전지는 미국과 일본에서 각각 25W와 3W의 출력을 낼 수 있는 것이 개발되어 있다. 미국에서는 SNAP위성계획의 일환으로 수W에서 1kW에 이르는 동위원소 전지가 개발되고 있다,

동위원소 전지는 강한 방사선이 새어나지 않도록 납으로 차단해야 하므로 아무래도 무거워지기 쉽다. 따라서 우주선보다는 오히려 해저장비나 무인기상관측소 등의 전원으로 적합하다.

이에 비해 원자로 전지는 문자 그대로 원자로를 열원으로 사용하고 있다. 이 소형 원자로는 중성자를 이용하여 핵분열 반응을 일으키는 것으로 자연 붕괴하는 동위원소와는 그 원리가 엄연히 다르다. 원자로 전지는 러시아 해양정찰용 코스모스 위성이나 미국의 SNAP 위성 계획에서 사용된 적이 있다,

그리고 원자로를 이용하기는 하지만 원자력 발전소처럼 증기터빈을 돌려 발전기를 가동시키는 것은 아니다. 동위원소 전지와 마찬가지로 열전대에 열을 가해 이것을 직접 전기로 바꾸는 직접 발전 방식이다.

 SNAP 은 system for Nuclear Auxiliary Power의 준말이다.