Les stimulateurs cardiaques sont utilisés pour stimuler un rythme cardiaque régulier lorsque le système de stimulation électrique naturel du corps cesse de fonctionner ou ne fonctionne pas correctement. Depuis de nombreuses années, les meilleures «batteries» sont recherchées pour les stimulateurs cardiaques.
Dans les années 1970, avant l'utilisation de batteries lithium-ion pour alimenter les stimulateurs cardiaques aux États-Unis, des batteries tiraient de l'énergie de la désintégration alpha du plutonium-238. La désintégration alpha s'accompagne de l'émission d'un noyau d'hélium lourd, qui perd rapidement de l'énergie et est inhibé: par conséquent, le corps mince de la batterie est capable de protéger complètement le corps humain des particules alpha. La désintégration alpha est généralement accompagnée d'un fort rayonnement gamma, ce qui est exactement dangereux, mais le plutonium-238 est une exception étonnante, pour laquelle l'émission de quanta gamma est rare. La dose supplémentaire de rayonnement d'une telle batterie dans un stimulateur cardiaque n'est que de 0,1 mSv par an, tandis qu'une personne ordinaire reçoit environ 2,4 mSv de rayonnement de fond par année de vie.
Comment fonctionnaient ces batteries éternelles? À quel point est-ce dangereux pour les humains?
Comme vous pouvez le voir sur la photo du stimulateur cardiaque (déjà sans plutonium) ci-dessus, l'électronique de l'appareil est enfermée dans de la résine époxy. Le boîtier en titane massif est conçu pour résister à tout événement de dommage probable, y compris les coups de feu et la crémation.
Les batteries radioactives ont une durée de vie énorme, car la demi-vie du plutonium-238 est de 88 ans, et les batteries lithium-ion ne peuvent être que jalouses du plutonium. Donc, cette année dans l'Int. J. Cardiol. a publié un article scientifique décrivant un patient qui a utilisé avec succès un stimulateur cardiaque au plutonium pendant 35 ans avant de décider de changer la pile.
La dose de rayonnement à la surface du stimulateur cardiaque est d'environ 5 à 15 mrem (microrem, «équivalent biologique des rayons X», une unité de mesure) par heure à partir des rayons gamma et des neutrons émis. On estime que l'irradiation corporelle totale est d'environ 0,1 rem par an pour le patient et d'environ 7,5 mrem par an pour son conjoint. A titre de comparaison, 100 mrem est le rayonnement de fond qu'une personne reçoit en moyenne par an.
Souvent, les stimulateurs cardiaques au plutonium s'inquiétaient pour leurs propriétaires. En 1973, le Dr Victor Parsonnett, membre du personnel du Newark Beth Israel Medical Center, a équipé une femme de 20 ans d'un stimulateur cardiaque Numec NU-5. À l'époque, l'appareil coûtait 23 000 $ au patient en termes de cours moderne. Cependant, à long terme, un stimulateur nucléaire s'est avéré très économique - tout autre appareil similaire devrait être remplacé quatre à cinq fois au cours d'une telle période.
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Selon Parsonnet, 139 patients ont été installés NU-5. La plupart d'entre eux ne sont plus en vie.
La batterie d'un tel stimulateur cardiaque, comme nous l'avons déjà dit, est un générateur thermoélectrique à radio-isotopes (RTG), qui utilise l'énergie thermique libérée lors de la désintégration naturelle des isotopes radioactifs et la convertit en électricité à l'aide d'un générateur thermoélectrique. Par rapport aux réactions de fission nucléaire qui ont lieu dans les centrales nucléaires conventionnelles, les RTG sont beaucoup plus compacts. Leur efficacité est faible, tout comme la puissance de sortie, mais ils ne nécessitent pas d'entretien et fonctionnent depuis des décennies. De nombreux satellites que nous avons lancés dans les profondeurs froides de l'espace, comme les Voyagers, ont emporté avec eux des RTG contenant du plutonium-238 - c'est le secret de leur fonctionnement à long terme.
