Akceleratory cząstek mogą działać jako generatory prądu

Akceleratory cząstek nie są najbardziej oczywistymi maszynami do wytwarzania energii. A jednak pomysł, że mogą wytwarzać więcej energii niż zużywają, nie jest całkowicie naciągany, jak zauważył dzisiaj Robert Wilson, fizyk akceleratorowy, który był siłą napędową powstania Fermilab w pobliżu Chicago. Wilson zmarł w 2000 r., ale artykuł, który napisał na ten temat w 1976 r., znalazł się teraz na arXiv i podkreśla kilka prowokujących do myślenia pomysłów. W tym czasie Wilson był dyrektorem Fermilab, gdzie budował akcelerator zwany Energy Doubler/Saver, który wykorzystywał magnesy nadprzewodzące do kierowania wiązką wysokoenergetycznych protonów w gigantycznym okręgu. Te protony miały mieć energię do 1000 GeV. Podwajacz energii był wyjątkowy, ponieważ po raz pierwszy zastosowano nadprzewodnictwo na dużą skalę, co miało znaczący wpływ na ilość soku wymaganego do działania urządzenia. Jedną z konsekwencji zastosowania nadprzewodnictwa do konstrukcji akceleratorów jest znacznie mniejsze zużycie energii przez akceleratory, powiedział Wilson. A to stworzyło ciekawą perspektywę. Wyobraź sobie, że protony w tym akceleratorze trafiają do bloku uranu. Można by oczekiwać, że każdy proton wytworzy deszcz około 60 000 neutronów w materiale, a większość z nich zostanie następnie pochłonięta przez jądra, tworząc 60 000 atomów plutonu. Podczas spalania w reaktorze jądrowym każdy atom plutonu wytwarza 0,2 GeV energii rozszczepienia. Tak więc 60 000 z nich wyprodukowałoby 12 000 GeV. Korzystając z tego obliczenia typu back-of-an-envelope, Wilson wyliczył, że pojedynczy proton o energii 1000 GeV może doprowadzić do uwolnienia energii o wartości 12 000 GeV. Oczywiście pomija to wszystkie drobne, niechlujne szczegóły, w których można stracić duże ilości energii. Na przykład, aby wytworzyć wiązkę o mocy 0,2 MW w Energy Doubler, potrzeba około 20 MW mocy. Ale nawet przy tego rodzaju stratach z pewnością warto przyjrzeć się temu procesowi bardziej szczegółowo, aby sprawdzić, czy możliwa jest całkowita produkcja energii. Wniosek Wilsona jest następujący: prawdopodobnie istnieją lepsze sposoby wytwarzania plutonu, ale wydaje się, że wykonalne byłoby skonstruowanie intensywnego akceleratora protonów, który wytwarzałby więcej energii niż zużywa. 30 lat później technologia akceleratorów poszła naprzód, ale w sposób, który z pewnością sprawia, że ​​idee Wilsona są jeszcze bardziej trafne – dzisiejsze akceleratory są jeszcze bardziej wydajne energetycznie niż w 1976 roku. warto ponownie odwiedzić. Mogą też rozwiązać inny problem. Międzyplanetarne statki kosmiczne, takie jak Galileo i Cassini, wykorzystują do zasilania baterie plutonu. Ale zapasy plutonu w NASA są na wyczerpaniu, więc nikt nie jest do końca pewien, jak przyszłe generacje tych pojazdów otrzymają sok. Podejście Wilsona może pomóc. Jednak podnosi również brzydkie widmo proliferacji. Możliwość produkcji plutonu na taką skalę przy użyciu 30-letniej technologii akceleratorowej z pewnością musi budzić niepokój każdego, kto obawia się rozprzestrzeniania technologii, która może prowadzić do rozprzestrzeniania się broni jądrowej. To potencjalna mucha w maści, która może wymagać większej uwagi. Ref: arxiv.org/abs/1007.5338 : Bardzo duże akceleratory jako producenci energii ukryć