Les accélérateurs de particules pourraient fonctionner comme des générateurs d'électricité

Les accélérateurs de particules ne sont pas les machines les plus évidentes à utiliser pour produire de l'énergie. Et pourtant, l'idée qu'ils pourraient produire plus d'énergie qu'ils n'en consomment n'est pas tout à fait farfelue, comme le souligne aujourd'hui Robert Wilson, un physicien des accélérateurs qui fut à l'origine de la création du Fermilab près de Chicago. Wilson est décédé en 2000, mais un article qu'il a écrit sur ce sujet en 1976 a maintenant trouvé sa place dans l'arXiv et il met en lumière certaines idées qui suscitent la réflexion. À l'époque, Wilson était directeur du Fermilab où il construisait un accélérateur appelé Energy Doubler/Saver, qui utilisait des aimants supraconducteurs pour diriger un faisceau de protons de haute énergie dans un cercle géant. Ces protons devaient avoir des énergies allant jusqu'à 1000 GeV. Le doubleur d'énergie était spécial car c'était la première fois que la supraconductivité était utilisée à grande échelle, ce qui avait des implications importantes pour la quantité de jus nécessaire pour faire fonctionner la chose. L'une des conséquences de l'application de la supraconductivité à la construction des accélérateurs est que la consommation d'énergie des accélérateurs deviendra beaucoup plus faible, a déclaré Wilson. Et cela a soulevé une perspective intéressante. Imaginez que les protons de cet accélérateur soient envoyés dans un bloc d'uranium. On pourrait alors s'attendre à ce que chaque proton génère une pluie d'environ 60 000 neutrons dans le matériau et la plupart d'entre eux seraient absorbés par les noyaux pour former 60 000 atomes de plutonium. Lorsqu'il est brûlé dans un réacteur nucléaire, chaque atome de plutonium produit 0,2 GeV d'énergie de fission. Ainsi, 60 000 d'entre eux produiraient 12 000 GeV. À l'aide de ce calcul au dos d'une enveloppe, Wilson a déterminé qu'un seul proton de 1 000 GeV pourrait conduire à la libération de 12 000 GeV d'énergie de fission. Bien sûr, cela néglige tous les petits détails désordonnés dans lesquels de grandes quantités d'énergie peuvent être perdues. Par exemple, il faut environ 20 MW de puissance pour produire un faisceau de 0,2 MW dans le doubleur d'énergie. Mais même avec ce genre de pertes, il semble certainement intéressant d'étudier le processus plus en détail pour voir si la production globale d'énergie est possible. La conclusion de Wilson est la suivante : il existe probablement de meilleures façons de produire du plutonium, mais il semble qu'il serait possible de construire un accélérateur de protons intense qui produirait plus d'énergie qu'il n'en consomme. 30 ans plus tard, la technologie des accélérateurs a évolué, mais d'une manière qui rend certainement les idées de Wilson encore plus pertinentes - les accélérateurs d'aujourd'hui sont encore plus économes en énergie qu'ils ne l'étaient en 1976. Et compte tenu de la pensée du ciel bleu associée à la production d'électricité aujourd'hui, ces idées peuvent vaut bien la peine d'être revisité. Ils peuvent également résoudre un autre problème. Les engins spatiaux interplanétaires tels que Galileo et Cassini dépendent de batteries au plutonium pour leur alimentation. Mais les stocks de plutonium de la NASA s'épuisent, donc personne ne sait vraiment comment les futures générations de ces véhicules obtiendront leur jus. L'approche de Wilson pourrait aider. Cependant, il soulève également le spectre laid de la prolifération. La possibilité de fabriquer du plutonium à cette échelle en utilisant une technologie d'accélérateur vieille de 30 ans doit sûrement être une préoccupation plus que passagère pour quiconque s'inquiète de la propagation de la technologie qui pourrait conduire à la prolifération nucléaire. C'est une mouche potentielle qui peut nécessiter une plus grande attention. Réf : arxiv.org/abs/1007.5338 : De Très Grands Accélérateurs en tant que Producteurs d'Energie cacher