Projekt PACER

Projekt PACER , przeprowadzony w Los Alamos National Laboratory (LANL) w połowie lat 70. XX wieku, zbadał możliwość stworzenia systemu energii termojądrowej , który obejmowałby eksplodowanie małych bomb wodorowych (bomby termojądrowe) - lub, jak stwierdzono w późniejszej propozycji, bomb rozszczepialnych — wewnątrz podziemnej jamy. Jego zwolennicy twierdzili, że system jest jedynym systemem zasilania termojądrowego, którego działanie można wykazać przy użyciu istniejącej technologii. Wymagałoby to również ciągłych dostaw materiałów wybuchowych i współczesnych studiów ekonomicznych ^{[ jakie? ]} wykazały, że nie można ich wyprodukować po cenie konkurencyjnej w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii.

Rozwój

Najwcześniejsze wzmianki o wykorzystywaniu wybuchów jądrowych do wytwarzania energii pochodzą ze spotkania zwołanego przez Edwarda Tellera w 1957 r. Wśród wielu poruszanych tematów grupa rozważała wytwarzanie energii poprzez eksplodowanie 1- megatonowych bomb o średnicy 1000 stóp (300 m). wypełniona parą jama wykopana w granicie. Doprowadziło to do wniosku, że materiał rozszczepialny z sekcji rozszczepienia bomb, „pierwotnych”, gromadziłby się w komorze. Nawet na tym wczesnym etapie fizyk John Nuckolls zainteresował się projektami bardzo małych bomb i takich, które w ogóle nie mają pierwotnego rozszczepienia. Ta praca doprowadziła później do jego opracowania energii inercyjnej syntezy jądrowej .

Wstępne propozycje PACER były badane w ramach większych wysiłków Project Ploughshares w Stanach Zjednoczonych, które badały wykorzystanie wybuchów jądrowych zamiast chemicznych w budownictwie. Przykłady obejmowały możliwość wykorzystania dużych urządzeń jądrowych do stworzenia sztucznego portu do cumowania statków na północy lub jako rodzaj szczelinowania jądrowego w celu poprawy wydajności gazu ziemnego . Inna propozycja stworzyłaby alternatywę dla Kanału Panamskiego w pojedynczej sekwencji detonacji, przecinając naród Ameryki Środkowej. Jeden z tych testów, Project Gnome z 1961 roku , rozważał również wytwarzanie pary do ewentualnego wydobycia jako źródła energii. LANL zaproponował PACER jako uzupełnienie tych badań.

Wczesne przykłady dotyczyły wypełnionych wodą jaskiń o średnicy 1000 stóp (300 m), utworzonych w kopułach solnych na głębokości nawet 5000 stóp (1500 m). Seria 50-kilotonowych bomb zostanie zrzucona do jaskini i eksploduje, aby podgrzać wodę i wytworzyć parę. Para będzie następnie zasilać wtórną pętlę chłodzącą do ekstrakcji energii za pomocą turbiny parowej . Zrzucanie około dwóch bomb dziennie spowodowałoby, że system osiągnąłby równowagę termiczną, umożliwiając ciągłą ekstrakcję około 2 GW energii elektrycznej. Rozważano również dodanie toru lub inny materiał do bomb w celu wyhodowania paliwa dla konwencjonalnych reaktorów rozszczepienia.

W przeglądzie różnych wysiłków Ploughshares z 1975 r. Konsorcjum badawcze Uniwersytetu Zatoki Perskiej (GURC) rozważyło ekonomikę koncepcji PACER. Wykazali, że koszt jądrowych materiałów wybuchowych byłby odpowiednikiem zasilania konwencjonalnego reaktora lekkowodnego paliwem uranowym w cenie 328 USD za funt. Ceny yellowcake w tamtym momencie wynosiły 27 USD za funt (równowartość 136 USD w 2021 r.) I około 45 USD w 2012 r. GURC doszedł do wniosku, że prawdopodobieństwo opracowania PACER jest bardzo niskie, nawet jeśli można by rozwiązać ogromne problemy techniczne. W raporcie zwrócono również uwagę na problemy z każdym programem, który generował dużą liczbę bomb atomowych, mówiąc, że „musi być kontrowersyjny” i że „wywoła znaczne negatywne reakcje”. W 1975 roku dalsze finansowanie badań PACER zostało anulowane.

Pomimo anulowania tej wczesnej pracy, kontynuowano podstawowe badania tej koncepcji. Bardziej rozwinięta wersja rozważała użycie skonstruowanych naczyń zamiast dużych otwartych wnęk. Typowy projekt zakładał komorę śrutowniczą ze stopu stali o grubości 13 stóp (4 m), średnicy 100 stóp (30 m) i wysokości 330 stóp (100 m), do osadzenia we wnęce wykopanej w podłożu skalnym w Nevadzie . Setki śrub o długości 50 stóp (15 m) miały zostać wbite w otaczającą skałę, aby podeprzeć wnękę. Przestrzeń między komorą strzałową a ścianami jamy skalnej miała być wypełniona betonem; następnie śruby miały zostać poddane ogromnemu naprężeniu, aby wstępnie naprężyć skałę, beton i komorę strzałową. Komora wybuchowa miała być następnie częściowo wypełniona stopionymi solami fluoru na głębokość 100 stóp (30 m), a „wodospad” zostałby zainicjowany przez wpompowanie soli na górę komory i pozostawienie jej opadnięcia na dno. W otoczeniu tego spadającego chłodziwa bomba rozszczepiająca o mocy 1 kiloton zostałaby zdetonowana; będzie to powtarzane co 45 minut. Płyn też by się wchłonął neutronów , aby uniknąć uszkodzenia ścian wnęki.