Los grandes aceleradores de partículas podrían funcionar como fuentes de energía

Por Francisco R. Villatoro, el 10 agosto, 2010. Categoría(s): Ciencia • Física • General • Personajes • Physics • Science ✎ 4

El artículo de R. R. Wilson, «Very Big Accelerators as Energy Producers,» ArXiv, 29 Jul 2010, me llamó la atención (Wilson murió en el año 2000, pero el artículo fue escrito en 1976). Pero como apareció comentado en KentuckyFC, «Particle Accelerators Could Work As Power Generators,» The physics arXiv blog, August 09, 2010, pensé que Kanijo seguro que lo traduce al español. Parece que Kanijo está disfrutando de unas merecidas vacaciones. Así que traduciré yo mismo la entrada de Kentucky Fried Chicken.

Los aceleradores de partículas podrían funcionar como generadores de energía

Los aceleradores de partículas podrían generar más energía de la que consumen según ciertos cálculos realizados hace 30 años. Los aceleradores de partículas no son las máquinas más obvias para generar energía. Sin embargo, la idea de que podrían producir más energía de la que consumen no es del todo descabellada, como nos recuerda Robert Rathbun Wilson (4 Marzo 1914 – 16 Enero 2000) uno de los físicos americanos que lideró el Proyecto Manhattan y uno de los mayores impulsores para la creación del Fermilab (Fermi National Laboratory), en Batavia, cerca de Chicago (cuyo acelerador estrella ahora es el Tevatrón), en su artículo «Particle Accelerators Could Work As Power Generators

La aparición en 2010 en arXiv de este artículo de 1976 de solo 3 páginas pone de relieve algunas ideas para reflexionar. En aquel momento, Wilson era director del Fermilab (lo fue desde 1967 a 1978) y se estaba construyendo un nuevo acelerador llamado Energy Doubler/Saver, que empleaba imanes superconductores para acelerar un haz de protones de alta energía a lo largo de una circunferencia gigante. Estos protones alcanzarían energías de hasta 1000 GeV. Este acelerador era el primero en el que los imanes superconductes se utilizarían a gran escala. En palabras de Wilson «una de las ventajas de la aplicación de la superconductividad a la construcción de futuros aceleradores es que su consumo de energía se reducirá muchísimo

Wilson nos propone imaginarnos que los protones en este acelerador se redirijan hacia un bloque de uranio. Podríamos esperar que cada protón generase en el material una reacción en cadena de unos 60.000 neutrones, la mayoría de los cuales serían absorbidos por los núcleos de uranio para formar átomos de plutonio. En un reactor nuclear convencional, cada átomo de plutonio produce 0’2 GeV de energía por fisión. Así que 60 000 producirían la friolera de 12 000 GeV. Obviamente este cálculo al estilo de la cuenta de la vieja parece tener truco: un solo protón acelerado a 1000 GeV liberaría 12 000 GeV de energía por fisión. Un cálculo más detallado debe tener en cuenta las grandes cantidades de energía que se podrían perder en este proceso. Por ejemplo, se requieren unos 20 MW de potencia eléctrica para lograr que los haces de protones alcancen una potencia de 0’2 MW en el Energy Doubler/Saver. Pero incluso con este tipo de pérdidas, parece que merece la pena estudiar el proceso con más detalle para ver si se puede obtener una producción total de energía positiva. Wilson lo tenía claro: «Probablemente hay mejores formas de producir plutonio, pero parece que sería factible construir un acelerador de protones que produzca más energía de la que consume

Hoy en día, 30 años más tarde, la tecnología de imanes superconductores para aceleradores es mucho más avanzada y los aceleradores son aún más eficientes de lo que eran en que en 1976. Quizás sea un buen momento para replantearse de nuevo las ideas de Wilson. No solo para resolver el problema de la producción de energía eléctrica, sino también como fuente de plutonio. Las naves interplanetarias de la NASA, como Galileo y Cassini, utilizan baterías de plutonio, pero obtener plutonio cada día es más caro. El enfoque de Wilson podría ayudar. Sin embargo, siempre que se habla de energía nuclear por fisión aparece el fantasma de la proliferación de armas nucleares. La posibilidad de fabricación de plutonio en gran escala utilizando una tecnología tan vieja como la de los aceleradores de hace 30 años es un problema para que estas ideas de Wilson acaben cuajando. Pero quien sabe. Cuando el hambre (de energía) apremia…



4 Comentarios

    1. Sí, Arturios, la idea de Carlo Rubbia (CERN) es la misma que la de Robert Wilson (Fermilab), la idea de un amplificador de energía gracias a una reacción en cadena. Rubbia prefería usar torio en lugar de uranio, por lo que su diseño permitía utilizar como combustible los residuos nucleares de un reactor de fisión (la cantidad de energía obtenida era mucho menor pero el concepto era ecológicamente más interesante). Estuve a punto de mencionarlo en la entrada, pero como al final traduje de KentuckyFC, olvidé hacerlo. Gracias por recordárnoslo a todos.

      ¿Rubbiatrón en Zaragoza? No tenía ni idea. Es la primera noticia que tengo de que se creó una empresa para instalar un Rubbiatrón en España (parece que la empresa quebró). Sabía que en Francia había cierto interés (Eric Glover, «France urged to head ‘Rubbiatron’ efforts,» News, Nature 386: 426-426, 3 April 1997; también lo leí en la revista Mundo Científico) pero no sabía que lo hubiera habido en Zaragoza.

      Me informaré para enterarme de cómo quedó este asunto.

  1. Pregunta hay artículos mas actualizados, por hay de los últimos 2 o 3 años respecto al tema?
    Muchas gracias y encuentro muy interesante tu pagina.

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