Ускорители частиц могут работать как генераторы энергии

Первый директор Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Фермилаба) Роберт Уилсон полагал, что ускорители элементарных частиц можно использовать в качестве генераторов энергии, сообщает — к такому выводу пришел в 1976 году. Сейчас препринт статьи физика попал на сайт arXiv.org, и его можно скачать тут.

Уилсон написал свою статью, опубликованную только сейчас, в 1976 году, когда он работал над проектом протонного ускорителя Energy Doubler/Saver для Фермилаба. В нем элементарные частицы разгонялись при помощи сверхпроводящих магнитов. Суммарная энергия пучка протонов должна была достигать тысячи гигаэлектронвольт. Сверхпроводящие магниты вводились в конструкцию ускорителя впервые и позволяли заметно снизить энергопотребление всей установки.

Уилсон предложил схему, при помощи которой можно было бы еще и дополнительно получать энергию за счет работы ускорителя. Если разогнанные до околосветовых скоростей протоны «останавливать», впечатывая их урановую пластину, то в момент удара каждый протон спровоцирует реакцию, которая приведет к рождению около 60 тысяч нейтронов. Атомы урана поглотят большую часть этих нейтронов, и в итоге образуются ядра плутония (их также будет около 60 тысяч). Из одного ядра плутония при его делении в ядерном реакторе можно получить около 0,2 гигаэлектронвольта энергии. Таким образом, из 60 тысяч ядер плутония возможно извлечь 12 тысяч гигаэлектронвольт энергии.

На практике количество энергии будет меньше из-за потерь на различных этапах процесса. Кроме того, из конечной суммы необходимо вычесть то количество энергии, которое необходимо затратить, на получение пучка протонов и охлаждение всей системы.

В своей статье Уилсон отмечает, что предложенная им схема требует более детального изучения, но, на взгляд физика, такой подход может в перспективе быть использован для получения энергии. Уилсон проводил расчеты для ускорителей своего времени, а их современные аналоги являются заметно менее энергозатратными, поэтому конечный выход энергии может оказаться намного выше.

Роберт Уилсон стоял во главе Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми с 1967 по 1978 годы. Благодаря Уилсону, который до этого принимал участие в «Манхэттенском проекте», строительство Фермилаба было завершено раньше запланированного срока. На территории лаборатории расположены несколько скульптур, выполненных физиком, сообщает Lenta.Ru.