Tientallen jaren dag en nacht elektriciteit, wie wil dat nou niet? Voor bepaalde toepassingen, zoals in een Marsrover, een ruimtesonde of een autonoom station dat tientallen jaren kan blijven functioneren, zijn thermonucleaire generatoren ideaal. Maar dan moet je niet een stel roekeloze Sovjet-ingenieurs aan het beunhazen hebben.
Tientallen jaren stroom, als je er verstandig mee omgaat
Een thermonucleaire generator is in feite een brok radioactief materiaal met een veilige kap er omheen, dat gekoppeld is aan een thermo-elektrische generator. Dat is een apparaat dat gebruik maakt van het zogenoemde Seebeck-effect. Bij sommige materialen ontstaat een spanningsverschil als er een temperatuurverschil is tussen de ene en de andere kant van het materiaal.
Het grote voordeel hiervan is dat als je een beetje slimme keuze gemaakt met het radioactieve materiaal, je een batterij hebt die tientallen, zo niet honderden jaren mee kan gaan. Het nadeel is dat je koste wat kost moet zien te voorkomen dat dit radioactieve materiaal in de omgeving vrijkomt.
Over het algemeen lukt dat in de rest van de wereld vrij aardig. Zo gebruikt NASA thermonucleaire generatoren in haar ruimtevaartuigen die naar de buitenste planeten van het zonnestelsel reizen (zoals de Pioneer- en Voyager missies) en in de Marsrobot Sojourner brokken relatief veilig plutonium-238.
Oplossing voor barre omgeving
Nu hebben grote delen van Rusland ook wel een beetje van Mars weg. Aan de ijzige kusten in het uiterste noorden van Rusland wonen bijvoorbeeld bijna geen mensen. Toch wilden de Sovjets hier een oogje in het zeil houden, want aan de overzijde van de Noordelijke IJszee liggen de NAVO-landen Canada en de Verenigde Staten.
Daarvoor heb je dingen als autonome radiobakens en dergelijke nodig. Er is maar één energiebron die desnoods tientallen jaren uithoudt, niet afhankelijk van de weersomstandigheden en ook erg compact is. Kernenergie. Natuurlijk was een complete kerncentrale neerzetten om een radiozender van een paar watt aan de praat te houden, zelfs voor de Sovjets overkill.
Strontium-90, uitermate akelig spul
Dus maakten ze gebruik van een thermonucleaire batterij. Op zich een logische keuze, alleen hadden ze wel enkele uitermate domme ontwerpfouten gemaakt. Ten eerste kozen ze voor hun Beta-M een uiterst vervelend radioactief materiaal: strontium-90. Strontium 90 is berucht, omdat het chemisch gezien erg op calcium lijkt. Het gaat in je botten zitten, en blijft daar tientallen jaren waardoor er enorm veel stralingschade ontstaat, je beenmerg wordt verwoest en je loopt grote kans op leukemie.
Strontium-90 komt echter wel in grote hoeveelheden vrij in kerncentrales (6% van het kernafval is strontium-90), waardoor dit veel goedkoper was dan minder onveilige materialen als plutonium-238 (op dit moment kost Pu-238 rond de 8 miljoen euro per kilo). Een tweede rampzalige beslissing was om de capsule waarin strontium-90 zat, met eenvoudige bouten en moeren vast te zetten, in plaats van de cilinder met dodelijke inhoud dicht te lassen. Verder was het apparaat open, dit om de koelvinnen beter te laten werken. Want als energiebron is het goedje verder ideaal. Per gram strontium-90 komt er een watt vermogen vrij, gedurende tientallen jaren.
De Sovjets waren erg in hun nopjes met deze geniale uitvinding en lieten er duizenden van produceren. Deze werden verspreid over het enorme grondgebied van de Sovjet-Unie. Gedurende het bestaan van de Sovjet-Unie ging dit redelijk goed. Om de zoveel jaar kwam er een onderhoudsploeg langs om de nucleaire batterijen te controleren. Maar toen kwam 1989 en de val van de Sovjet-Unie. Veel van de nucleaire batterijen werden aan hun lot overgelaten.
Het drama van Lia
In de bergen van de voormalige Sovjetrepubliek Georgië troffen drie houthakkers wat vreemds aan. Twee metalen cilinders, waaromheen de sneeuw tot op meer dan een meter afstand weggesmolten was. Rondom de cilinders siste en borrelde het. Berehandig, natuurlijk, zo’n ding in een arm land waar brandstof niet te betalen is. Blij met hun ontdekking nam het drietal deze trofeeën mee naar de schuilplaats waar ze met clandestien gestookte wodka een barbecue hielden en de nacht doorbrachten. De cilinders zouden ze wel warm houden.
Dat laatste bleek een beetje tegen te vallen. Eén van de drie mannen, degene die op een meter afstand van de “warmtebron” lag, werd na een paar uur wakker van koude rillingen. Was de wodka vergiftigd? Hij ging weer liggen, met de warmtebron dicht tegen zich aan, maar de verschijnselen werden erger. Ook de andere twee mannen begonnen nu last te krijgen. Terug in hun dorp Lia gingen ze naar de arts. Omdat de klachten steeds erger werden, werden ze opgenomen in het ziekenhuis. Daar werd bij alle drie acute stralingsvergiftiging vastgesteld.
Eén man overleefde het niet en stierf drie jaar later aan de gevolgen. De overige twee werden na intensieve therapie uiteindelijk genezen verklaard. Het internationale atoomagentschap IAEA organiseerde in samenwerking met de Georgische autoriteiten de berging van de stralingsbronnen.
In totaal werden 300 soortgelijke radioactieve bronnen in Georgië onschadelijk gemaakt. Maar in de rest van de voormalige Sovjet-Unie, vooral in Rusland zelf, zijn er nog duizenden van deze levensgevaarlijke apparaten actief. En naar het schijnt wil het Russische leger weer een nieuwe serie laten bouwen…
