Un générateur thermoélectrique à radio-isotope (RTG) est une source d’énergie électrique qui utilise la chaleur produite par la désintégration radioactive. Les générateurs thermiques à radio-isotopes ne sont pas des réacteurs nucléaires et n’utilisent pas la fission ou la fusion nucléaire pour produire de l’énergie, bien qu’ils soient encore hautement radioactifs. Les générateurs thermiques à radio-isotopes sont utilisés lorsque d’autres sources d’énergie sont trop chères ou peu pratiques, comme sur les engins spatiaux et les balises automatisées et les systèmes radar.
Un générateur thermique à radio-isotope contient une quantité, souvent plusieurs livres (kilogrammes) ou plus, de matière hautement radioactive. La matière radioactive doit produire suffisamment de chaleur pour fournir des quantités importantes d’électricité; en même temps, il ne doit pas se dégrader si rapidement que le générateur thermique à radio-isotope soit inutilisable au bout de quelques années. Le plutonium-238 est l’isotope le plus couramment utilisé pour les générateurs thermiques à radio-isotopes, bien que le strontium-90 et d’autres aient été utilisés dans le passé. Le plutonium-238 est coûteux à produire, mais il émet un rayonnement alpha à faible pénétration, qui est beaucoup plus facile à protéger que le rayonnement produit par d’autres isotopes.
Pour convertir la chaleur en électricité, les générateurs thermiques à radio-isotopes utilisent des thermocouples, des dispositifs à semi-conducteurs qui peuvent convertir les différences de température directement en électricité. Bien que les thermocouples soient durables et n’aient aucune pièce mobile, ils sont très inefficaces, transformant moins de 10 % de la chaleur disponible en énergie électrique. Les thermocouples se dégradent progressivement avec le temps, ajoutant aux pertes causées par la lente décroissance de la matière radioactive.
Les générateurs thermiques à radio-isotopes sont très coûteux par rapport aux autres sources d’alimentation, mais ils sont utiles dans des systèmes isolés sans autres sources d’alimentation, tels que les engins spatiaux interplanétaires et les radiobalises sans pilote. Un générateur thermique à radio-isotopes peut produire de l’énergie électrique pendant des décennies, sans apport externe ni entretien extérieur, jusqu’à ce que la matière radioactive se désintègre ou que l’électronique tombe en panne. L’utilisation de générateurs thermiques à radio-isotopes à bord d’engins spatiaux tels que Cassini a poussé de nombreux groupes écologistes à protester contre l’utilisation de matières radioactives dans l’espace ; si la fusée de lancement Cassini avait échoué, il y avait une petite chance que le plutonium ait pu être libéré dans l’atmosphère.