Un generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG) è una fonte di energia elettrica che utilizza il calore prodotto dal decadimento radioattivo. I generatori termici di radioisotopi non sono reattori nucleari e non utilizzano la fissione nucleare o la fusione per produrre energia, sebbene siano ancora altamente radioattivi. I generatori termici di radioisotopi vengono utilizzati quando altre fonti di energia sono troppo costose o poco pratiche, come su veicoli spaziali, beacon automatizzati e sistemi radar.
Un generatore termico di radioisotopi contiene una quantità, spesso diverse libbre (chilogrammi) o più, di materiale altamente radioattivo. Il materiale radioattivo deve produrre abbastanza calore per fornire quantità significative di elettricità; allo stesso tempo, non deve decadere così rapidamente da rendere inutile il generatore termico di radioisotopi dopo pochi anni. Il plutonio-238 è l’isotopo più comune utilizzato per i generatori termici di radioisotopi, sebbene lo stronzio-90 e altri siano stati utilizzati in passato. Il plutonio-238 è costoso da produrre, ma emette radiazioni alfa a bassa penetrazione, che sono molto più facili da proteggere rispetto alle radiazioni prodotte da altri isotopi.
Per convertire il calore in elettricità, i generatori termici a radioisotopi utilizzano termocoppie, dispositivi a semiconduttore in grado di convertire le differenze di temperatura direttamente in elettricità. Sebbene le termocoppie siano durevoli e non abbiano parti mobili, sono molto inefficienti, trasformando meno del 10% del calore disponibile in energia elettrica. Le termocoppie si degradano gradualmente nel tempo, sommandosi alle perdite causate dal lento decadimento del materiale radioattivo.
I generatori termici di radioisotopi sono molto costosi rispetto ad altre fonti di energia, ma sono utili in sistemi isolati senza altre fonti di energia, come veicoli spaziali interplanetari e radiofari senza pilota. Un generatore termico a radioisotopi può produrre energia elettrica per decenni, senza alcun input esterno o manutenzione esterna, fino a quando il materiale radioattivo non decade o l’elettronica si guasta. L’uso di generatori termici di radioisotopi a bordo di veicoli spaziali come Cassini ha indotto molti gruppi ambientalisti a protestare contro l’uso di materiale radioattivo nello spazio; se il lancio del razzo Cassini fosse fallito, c’era una piccola possibilità che il plutonio potesse essere rilasciato nell’atmosfera.