방사성 동위원소 열전기 발전기 RTG라는건 뭘까? 소련의 기술? 설명해보았다.

**방사성동위원소 열전기 발전기(RTG)**는 방사성 물질의 붕괴에서 나오는 열을 전기로 변환하는 발전기입니다. RTG는 배터리처럼 보일 수 있지만, 방사성 동위원소의 자연 붕괴를 통해 오랜 기간 동안 꾸준히 전력을 생산할 수 있어, 전통적인 화학 배터리나 태양광 패널로는 충당하기 어려운 곳에서 장기간의 에너지 공급원으로 많이 쓰입니다.

RTG의 기본 원리

• 방사성 동위원소 붕괴: RTG는 주로 플루토늄-238 같은 방사성 동위원소를 사용합니다. 이 동위원소는 자연적으로 붕괴하면서 알파 입자를 방출하며 열을 발생시키는데, 이 과정이 매우 일정하게 오래 지속됩니다.
• 열전기 변환: 발생한 열은 열전 소재를 통해 직접 전기로 변환됩니다. 대표적으로 **열전 쌍(Thermocouple)**이라는 소재가 사용되며, 이 소재는 온도 차이가 있을 때 전기를 생산하는 특성을 지닙니다.

RTG의 장점과 특징

• 긴 수명: RTG는 방사성 물질이 천천히 붕괴하므로 수십 년간 꾸준히 전력을 공급할 수 있습니다. 플루토늄-238의 반감기가 약 87.7년이므로, RTG는 10년 이상 안정적인 전력을 공급할 수 있습니다.
• 극한 환경에서도 작동: RTG는 햇빛이 닿지 않는 극한의 추운 환경에서도 전력을 생산할 수 있습니다. 이는 우주 탐사, 극지방 탐사 같은 미션에서 큰 이점이 됩니다.
• 연속성: RTG는 밤낮에 관계없이 지속적으로 전력을 공급하므로, 태양광 패널처럼 일조량에 영향을 받지 않습니다.

RTG의 사용 역사

1. 미국

• 우주 탐사: NASA는 1960년대부터 RTG를 사용해왔습니다. 대표적인 사례로 아폴로 달 탐사에서의 과학 장비, 보이저 1호와 2호 같은 심우주 탐사선, 갈릴레오(목성 탐사), 카시니(토성 탐사), **뉴 호라이즌스(명왕성 탐사)**에 RTG가 사용되었습니다. 최근에는 화성 탐사 로버 큐리오시티와 퍼서비어런스에도 RTG가 사용됩니다.
• RTG의 주요 기종: NASA는 주로 **멀티미션 RTG(MMRTG)**를 사용합니다. MMRTG는 설계적으로 안정성이 뛰어나고 다양한 환경에서 작동할 수 있게 만들어졌습니다.

2. 소련과 러시아

• 지구 궤도 및 해양 사용: 소련은 RTG를 인공위성과 해양 기지 등에서 널리 사용했습니다. 특히 코스모스 인공위성 일부에는 RTG가 탑재되어 극지방에서의 통신을 지원했습니다.
• 등대 및 기상 관측소: 소련은 방사성 에너지원이 필요한 외진 지역의 등대와 기상 관측소에도 RTG를 사용했습니다. 이는 추운 겨울에도 안정적으로 전력을 공급할 수 있어 효과적이었지만, 시간이 지나고 관리가 어려워지면서 일부 RTG는 환경 오염 위험을 초래하기도 했습니다.

RTG의 단점과 위험성

• 방사성 위험: RTG는 방사성 물질을 포함하고 있어 파손될 경우 환경에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 소련이 사용한 RTG 일부는 관리가 되지 않아 방사선 위험을 초래하기도 했습니다.
• 낮은 에너지 효율: RTG는 고효율 시스템이 아니므로, 열전기의 변환 효율이 낮아 생산된 열의 상당 부분이 버려집니다.

RTG의 미래

RTG는 여전히 우주 탐사와 외진 지역에 대한 안정적인 전력 공급원으로 유망하며, 특히 심우주 탐사가 확대되면서 RTG의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 보입니다.