Gli acceleratori di particelle potrebbero funzionare come generatori di energia

Gli acceleratori di particelle non sono le macchine più ovvie da utilizzare per generare energia. Eppure l'idea che possano produrre più energia di quanta ne consumano non è del tutto inverosimile, come sottolinea oggi Robert Wilson, un fisico degli acceleratori che è stato il motore della creazione del Fermilab vicino a Chicago. Wilson è morto nel 2000, ma un articolo che ha scritto su questo argomento nel 1976 ha ora trovato la sua strada su arXiv e mette in evidenza alcune idee stimolanti. A quel tempo, Wilson era direttore del Fermilab, dove stava costruendo un acceleratore chiamato Energy Doubler/Saver, che impiegava magneti superconduttori per guidare un raggio di protoni ad alta energia in un cerchio gigante. Questi protoni dovevano avere energie fino a 1000 GeV. L'Energy Doubler era speciale perché era la prima volta che la superconduttività veniva utilizzata su larga scala, qualcosa che aveva implicazioni significative per la quantità di succo necessaria per far funzionare la cosa. Una conseguenza dell'applicazione della superconduttività alla costruzione degli acceleratori è che il consumo di energia degli acceleratori diventerà molto più piccolo, ha affermato Wilson. E questo ha sollevato una prospettiva interessante. Immagina che i protoni di questo acceleratore vengano inviati in un blocco di uranio. Ci si potrebbe quindi aspettare che ogni protone generi una pioggia di circa 60.000 neutroni nel materiale e la maggior parte di questi verrebbe assorbita dai nuclei per formare 60.000 atomi di plutonio. Quando viene bruciato in un reattore nucleare, ogni atomo di plutonio produce 0,2 GeV di energia di fissione. Quindi 60.000 di loro produrrebbero 12.000 GeV. Usando questo calcolo retrogrado, Wilson ha scoperto che un singolo protone da 1000 GeV potrebbe portare al rilascio di 12.000 GeV di energia di fissione. Naturalmente, questo trascura tutti i dettagli disordinati in cui grandi quantità di energia possono essere perse. Ad esempio, occorrono circa 20 MW di potenza per produrre un raggio di 0,2 MW nell'Energy Doubler. Ma anche con questo tipo di perdite, sembra certamente utile studiare il processo in modo più dettagliato per vedere se è possibile la produzione complessiva di energia. La conclusione di Wilson è questa: ci sono probabilmente modi migliori per produrre plutonio, ma sembra che sarebbe fattibile costruire un intenso acceleratore di protoni che produrrebbe più energia di quanta ne consumi. 30 anni dopo, la tecnologia degli acceleratori è andata avanti, ma in un modo che sicuramente rende le idee di Wilson ancora più pertinenti: gli acceleratori oggi sono ancora più efficienti dal punto di vista energetico di quanto non fossero nel 1976. E dato il pensiero del cielo azzurro associato alla generazione di energia oggi, queste idee potrebbero vale la pena rivisitare. Potrebbero anche risolvere un altro problema. I veicoli spaziali interplanetari come Galileo e Cassini si affidano a batterie al plutonio per l'energia. Ma le scorte di plutonio della NASA si stanno esaurendo, quindi nessuno è abbastanza sicuro di come le generazioni future di questi veicoli avranno il loro succo. L'approccio di Wilson potrebbe aiutare. Tuttavia, solleva anche il brutto spettro della proliferazione. La possibilità di produrre plutonio su questa scala utilizzando una tecnologia di accelerazione vecchia di 30 anni deve sicuramente essere una preoccupazione più che passeggera per chiunque sia preoccupato per la diffusione della tecnologia che potrebbe portare alla proliferazione nucleare. Questa è una potenziale mosca nell'unguento che potrebbe richiedere maggiore attenzione.. Rif: arxiv.org/abs/1007.5338 : Acceleratori molto grandi come produttori di energia nascondere