Why do they use plutonium in space vehicles and batteries and not uranium or thorium? What makes plutonium so suitable?
Sie benutzen nicht irgendein zufälliges Plutoniumstück. Raumfahrzeuge benutzen Plutonium-238
das ein paar interessante Eigenschaften hat.
Es hat eine Halbwertszeit von 87,7 Jahren. Das heißt, das eine kleine Menge viel Strahlung generiert.
Die Strahlung besteht aus Alphapartikeln, die sehr niedrige Penetrationseigenschaften haben.
Das heißt, dass die Strahlung von einer dünnen Schale aufgehalten und zu Hitze verwandelt werden kann.
Zusammenfassend: Plutonium-238 ist nutzlos für Bomben und Reaktoren aber es ist super für RTGs (radioisotope thermoelectric generator, das heißt Radioisotopengenerator).
Zum Vergleich hat Thorium 232 eine Halbwertszeit von 14,5 Milliarden Jahren, was bedeutet, dass es ungefähr 87.7 / 14.5 Milliarden = 0.00000000605 Mal weniger Hitze pro Einheitsmasse als Plutonium 238 produziert. Du bräuchtest 165 Millionen Mal so viel Thorium-232 wie Pu-238, um die gleiche Wärme zu erhalten.
Uran verfügt über eine ganze Reihe von Isotopen, von denen einige in RTGs machbar sein könnten, aber die gewöhnlichen haben alle eine Halbwertszeit von Hunderttausenden von Jahren (U-233, aus Thorium gezüchtet), Hunderte von Millionen von Jahren (U-235) oder Milliarden von Jahren (U-238).
(Plutonium-238 kann mit innerer Hitze glühen, wenn es isoliert wird).
Für mehr Info: Radioisotope thermoelectric generator - Wikipedia