РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Энергия чистой науки: Ток из коллайдера

Современные ускорители частиц вырабатывают больше энергии, чем потребляют. Может, стоит использовать их не только для научных исследований, но и для получения электричества?
Тэги:
Энергия чистой науки: Ток из коллайдера

Ускорители частиц — такие, как знаменитый Большой Адронный Коллайдер, о котором во всех подробностях мы писали в заметке «Пока не случился БАК», или Fermilab под Чикаго — никому не приходит в голову использовать в качестве генераторов энергии. И напрасно: идея эта далеко не столь абсурдна, как показывает работа физика Роберта Уилсона (Robert Wilson), одного из вдохновителей упомянутого ускорителя Fermilab. Сам Уилсон, к сожалению, умер в 2000 г., но расчеты, посвященные этому вопросу, были опубликованы еще в 1976 г. — и лишь недавно привлекли серьезное внимание.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В те годы Уилсон возглавлял проект Fermilab, на котором тогда возводился ускоритель Energy Doubler/Saver, использующий электромагниты на сверхпроводниках для разгона протонов по огромному круговому туннелю, где поддерживается высокий вакуум. Благодаря ускорению каждый протон здесь приобретает внушительную энергию примерно в 1 тыс. ГэВ. Сегодня сверхпроводниковые электромагниты — обычное дело для подобных установок, но в середине 1970-х это был первый случай использования сверхпроводников в столь больших масштабах. Уилсон писал по этому поводу, что именно это решение позволяет существенно снизить затраты энергии в системе. Что, в свою очередь, натолкнуло его на интересную мысль.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Представим, что протоны, разогнанные в таком ускорителе, направляются на образец урана. Расчет показывает, что каждый из них в результате соударения создаст целый «дождь» из примерно 60 тыс. нейтронов, и практически все из них будут поглощены ядрами урана, которые при этом превратятся в плутоний. В качестве топлива для АЭС плутоний гораздо более эффективен, нежели уран: из расчета на 1 атом они выдают 0,2 ГэВ энергии. Получается, что каждый протон позволит создать 12 тыс. ГэВ, что на порядок больше энергии, затраченной на разгон этой частицы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Конечно, эти выкладки очень схематичны и не включают массы деталей, из-за которых результативность получения энергии окажется далеко не столь впечатляющей. Но даже при всех побочных эффектах выработка энергии таким путем должна получаться выгодной.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сегодня, почти 35 лет спустя, некоторые ученые видят смысл в возвращении к идеям Уилсона. Современные ускорители намного энергоэффективнее сконструированных в его времена, что позволяет прогнозировать еще более выгодное соотношение потраченной энергии к полученной. А если добавить серьезные проблемы с ископаемым топливом и глобальным потеплением, то проект кажется и вовсе привлекательным.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Этот подход, кстати, может решить и еще одну проблему. Дело в том, что плутоний используется для питания некоторых космических аппаратов сверхдальних миссий — таких, как Galileo или Cassini. В чистом виде плутоний не встречается, и только СССР и США освоили его производство (для военных, понятно, целей). Однако, стремясь ограничить распространение ядерного оружия, обе страны отказались от опасного производства, что поставило под угрозу реализацию и некоторых космических проектов. Возможность же получать плутоний для научных исследований, не в промышленных, а в небольших количествах, может оказаться очень полезной для освоения Солнечной системы. А для мира на Земле будет полностью безопасна.

Загрузка статьи...