Partikelacceleratorer kunne fungere som strømgeneratorer

Partikelacceleratorer er ikke de mest oplagte maskiner at bruge til at generere energi. Og alligevel er tanken om, at de kunne producere mere strøm, end de forbruger, ikke helt fjernt, som påpeget i dag af Robert Wilson, en acceleratorfysiker, der var drivkraften bag oprettelsen af ​​Fermilab nær Chicago. Wilson døde i 2000, men et papir, han skrev om dette emne i 1976, har nu fundet vej til arXiv, og det fremhæver nogle tankevækkende ideer. På det tidspunkt var Wilson direktør for Fermilab, hvor han byggede en accelerator kaldet Energy Doubler/Saver, som brugte superledende magneter til at styre en stråle af højenergiprotoner i en gigantisk cirkel. Disse protoner skulle have energier på op til 1000 GeV. Energy Doubler var speciel, fordi det var første gang, superledning blev brugt i stor skala, noget der havde betydelige konsekvenser for mængden af ​​juice, der krævedes for at få tingen til at fungere. En konsekvens af anvendelsen af ​​superledning til acceleratorkonstruktion er, at acceleratorernes strømforbrug bliver meget mindre, sagde Wilson. Og det rejste en interessant udsigt. Forestil dig, at protonerne i denne accelerator sendes ind i en blok af uran. Hver proton kan derefter forventes at generere en byge af omkring 60.000 neutroner i materialet, og de fleste af disse ville fortsætte med at blive absorberet af kernerne og danne 60.000 plutoniumatomer. Når det brændes i en atomreaktor, producerer hvert plutoniumatom 0,2 GeV fissionsenergi. Så 60.000 af dem ville producere 12.000 GeV. Ved at bruge denne bagside-af-en-konvolut-beregning regnede Wilson ud af, at en enkelt 1000 GeV-proton kunne føre til frigivelse af 12.000 GeV fissionsenergi. Dette negligerer selvfølgelig alle de rodede fine detaljer, hvor store mængder energi kan gå tabt. For eksempel kræver det omkring 20 MW strøm at producere en 0,2 MW stråle i Energy Doubler. Men selv med den slags tab, synes det bestemt værd at studere processen mere detaljeret for at se, om den samlede energiproduktion er mulig. Wilsons konklusion er denne: Der er sandsynligvis bedre måder at producere plutonium på, men det ser ud til, at det ville være muligt at konstruere en intens protonaccelerator, der ville producere mere energi, end den forbruger. 30 år senere er acceleratorteknologien gået videre, men på en måde, der helt sikkert gør Wilsons ideer endnu mere relevante – acceleratorer i dag er endnu mere energieffektive, end de var i 1976. Og givet den blå himmel, der er forbundet med energiproduktion i dag, kan disse ideer muligvis vel være værd at gense. De kan også løse et andet problem. Interplanetariske rumfartøjer som Galileo og Cassini er afhængige af plutoniumbatterier til strøm. Men NASAs lagre af plutonium er ved at løbe tør, så ingen er helt sikre på, hvordan fremtidige generationer af disse køretøjer vil få deres juice. Wilsons tilgang kunne hjælpe. Det rejser dog også spredningens grimme spøgelse. Muligheden for at fremstille plutonium i denne skala ved hjælp af 30 år gammel acceleratorteknologi må helt sikkert være mere end forbigående bekymring for enhver, der er bekymret for spredningen af ​​teknologi, der kan føre til nuklear spredning. Det er en potentiel flue i salven, der kan have brug for større opmærksomhed. Ref: arxiv.org/abs/1007.5338 : Meget store acceleratorer som energiproducenter skjule