Tahdistimia käytetään stimuloimaan säännöllistä sykettä, kun kehon luonnollinen tahdistusjärjestelmä lakkaa toimimasta tai ei toimi kunnolla. Monien vuosien ajan tahdistimille on haettu parhaita "paristoja".
Ennen litium-ioni-paristojen käyttöä sydämentahdistimien käyttöön Yhdysvalloissa 1970-luvulla käytettiin akkuja, jotka ottivat energiaa plutonium-238: n alfa-hajoamisesta. Alfa-rappeutumiseen liittyy raskaan heliumin ytimen emissio, joka menettää nopeasti energiaa ja estyy: siksi akun ohut runko pystyy suojaamaan ihmiskehon täysin alfahiukkasilta. Alfahajoamiseen liittyy yleensä voimakas gammasäteily, joka on tarkalleen vaarallinen, mutta plutonium-238 on upea poikkeus, jolle gammakvanttien säteily on harvinaista. Lisäsäteilyannos sellaisesta akusta tahdistimessa on vain 0,1 mSv vuodessa, kun taas tavallinen ihminen saa noin 2,4 mSv tausta säteilyä elämää kohti.
Kuinka nämä ikuiset paristot toimivat? Kuinka vaarallinen se on ihmisille?
Kuten yllä olevasta sydämentahdistimen valokuvasta (jo ilman plutoniumia) voidaan nähdä, laitteen elektroniikka on suljettu epoksihartsiin. Kiinteä titaanikotelo on suunniteltu kestämään kaikki todennäköiset vaurioistapaukset, mukaan lukien ampuma ja tuhkaus.
Radioaktiivisten akkujen käyttöikä on valtava, koska plutonium-238: n puoliintumisaika on 88 vuotta ja litium-ioni-akut voivat vain kateuttaa plutoniumia. Joten, tänä vuonna Int. J. Cardiol. julkaisi tieteellisen artikkelin, joka kuvaa potilasta, joka käytti menestyksekkäästi plutonium-sydämentahdistinta 35 vuoden ajan ennen kuin se päätti vaihtaa pariston.
Sydämentahdistimen pinnalla oleva säteilyannos on noin 5-15 mrem (mikrorem, "röntgen biologinen ekvivalentti", mittayksikkö) tunnissa emittoiduista gammasäteistä ja neutroneista. Kehon säteilytyksen arvioidaan olevan noin 0,1 Rem vuodessa potilaalle ja noin 7,5 mmrem vuodessa hänen puolisolleen. Vertailun vuoksi 100 mrem on tausta säteily, jonka ihminen saa keskimäärin vuodessa.
Usein plutonium-tahdistimet olivat huolissaan omistajistaan. Vuonna 1973 Newark Beth Israelin lääketieteellisen keskuksen työntekijä tri Victor Parsonnett asensi 20-vuotiaan naisen sydämentahdistimella Numec NU-5. Tuolloin laite maksoi potilaalle 23 000 dollaria modernin kurssin suhteen. Ydinsydämentahdistin on kuitenkin pitkällä tähtäimellä osoittautunut erittäin taloudelliseksi - mikä tahansa muu vastaava laite olisi vaihdettava neljä tai viisi kertaa tällaisessa ajassa.
Mainosvideo:
Parsonnetin mukaan 139 potilasta asennettiin NU-5: ään. Suurin osa heistä ei ole enää elossa.
Tällaisen tahdistimen akku, kuten olemme jo todenneet, on radioisotooppinen termoelektroniikkageneraattori (RTG), joka käyttää radioaktiivisten isotooppien luonnollisen rappeutumisen aikana vapautunutta lämpöenergiaa ja muuntaa sen sähköksi lämpöä käyttävän generaattorin avulla. Verrattuna tavanomaisissa ydinvoimalaitoksissa tapahtuviin ydinfissioreaktioihin, RTG: t ovat paljon kompakteja. Niiden hyötysuhde on alhainen, samoin kuin lähtöteho, mutta ne eivät vaadi huoltoa ja ovat toimineet vuosikymmenien ajan. Monet satelliitit, jotka käynnistimme avaruuden kylmiin syvyyksiin, kuten Voyagers, kantoivat RTG: t plutonium-238: lla - tämä on heidän pitkäaikaisen toiminnan salaisuus.