| Leczenie raka, obrazowanie medyczne i przemysłowe, obróbka promieniowaniem, elektronika, przyrządy pomiarowe, nowe materiały i procesy wytwarzania, techniki konserwacji żywności, eliminacja produktów toksycznych - to tylko kilka z wielu zastosowań technologii powstałych w CERN dla potrzeb badań w fizyce cząstek. |
. Projekt ten zainicjował Ugo
Amaldi, jeden z czołowych fizyków CERN-u. Znaczenie tego rodzaju
zastosowań
akceleratorów jest oczywiste. Szacuje się, że jedna osoba na osiem
w krajach zachodnich w ciągu swojego życia jest leczona za pomocą
akceleratora. Zamówienia urządzeń do radioterapii, których działanie
opiera się na liniowych akceleratorach, dotyczą kwoty ponad
miliard dolarów rocznie. Społecznej wartości nie da się
wyrazić pieniędzmi.
Jednym z najbardziej obiecujących potencjalnych zastosowań akceleratorów cząstek jest czyste i bezpieczne wytworzenie niemal niewyczerpanej energii. Pomysł ten polega na połączeniu akceleratora cząstek z reaktorem jądrowym. Autorem tego pomysłu jest Carlo Rubbia, były dyrektor generalny CERN-u.
Pomysł jest prosty i polega na wytwarzaniu neutronOw niezbędnych do rozszczepienia jąder atomowych przy pomocy akceleratora cząstek. Zamiast uranu jako paliwa jądrowego można użyć toru, pierwiastka występującego dość powszechnie i łatwego do ekstrakcji. Ma to wiele zalet. Najważniejsze, że nie jest to reakcja przebiegająca samoistnie i nie grozi więc wymknięcie się jej spod kontroli, jak zdarzyło się to w Czarnobylu. W przeciwieństwie do konwencjonalnych reaktorów maszyna Rubbii potrzebuje energii do podtrzymania reakcji. Ale energii wyprodukowanej przez to urządzenie będzie kilka razy więcej niż energii dostarczonej, dlatego Rubbia nazwał swoje urządzenie 'wzmacniaczem energii'.
Najważniejszą różnicą pomiędzy wzmacniaczem energii i konwencjonalnym reaktorem jądrowym jest średnia liczba neutronów powstałych przy rozpadzie jądra. W konwencjonalnych reaktorach używa się mieszanki rzadkiego izotopu uranu-235 i bardziej powszechnego izotopu uranu-238. Uran-235 stanowi mniej niż 1% naturalnie występującego w przyrodzie uranu, a jego wydobycie jest bardzo kosztowne. Kiedy atom uranu-235 pochłania neutron, rozpada się na lżejsze pierwiastki emitując energię i dwa lub trzy neutrony. W uranie-238 jest podobnie, zamienia się on w pluton, co stwarza problem jego składowania i bezpieczeństwa. Emitowane neutrony wywołują rozpad kolejnych jąder, a przez to uwalnianie coraz większej ilości energii i neutronów - reakcję łańcuchową. Ponieważ całkowita liczba neutronów rośnie z każdą reakcją rozszczepienia, neutrony muszą być zbierane przez kontrolne pręty grafitowe, żeby reakcja nie wymknęła się spod kontroli.
We wzmacniaczu energii atomy toru pochłaniają neutrony i dzielą się, emitując energię. Neutrony są również emitowane, ale jest ich zbyt mało, aby utrzymać reakcję. Jeśli zewnętrzne źródło neutronów nie będzie ich wysyłać, reakcja po prostu wygasa.
| W 1993 roku Rubbia utworzył grupę, która miała rozwinąć pomysł i sprawdzić jego przydatność. W następnym roku, z finansowym poparciem ze strony Unii Europejskiej, grupa Rubbii wykazała, że jedno z najbardziej istotnych przewidywań było prawdziwe: energia wytwarzana w rozszczepieniu jądrowym jest 30 razy większa, niż energia dostarczana. |
|
W 1995 roku grupa Rubbii rozszerzyła pomysł wzmacniacza energii o spalanie długożyciowych odpadów radioaktywnych. Pomysł polega na tym, żeby zmieszać odpady plutonu z paliwem torowym. Taka mieszanka również ulega rozszczepieniu i rozpada się na nieszkodliwe pierwiastki. Prace konstrukcyjne dotyczące tego pomysłu wykonano w amerykańskim laboratorium w Los Alamos, a testy, ponownie finansowane przez Unię Europejską, przeprowadzono w CERN-ie w 1996 roku. Wyniki były bardzo zachęcające, okazało się, że można nie tylko wykorzystać i unieszkodliwić odpady, ale również, że produkty uboczne to izotopy mające zastosowanie w medycynie.
CERN wciąż finansuje grupę Rubbii, ale prawdopodobnie dalsze badania będą przeniesione poza laboratorium. Kilka rządów europejskich jest zainteresowanych pomysłem, a analizy sponsorowane przez Komisję Europejską zalecają kontynuowanie badań.
| Najszerzej używanym wynalazkiem CERN-u jest niewątpliwie ogólnoświatowa pajęczyna - WWW. Początkowo system ten został stworzony do komunikacji wewnątrz społeczności fizyków cząstek. Obecnie grupy badawcze fizyków składają się z kilkuset członków z wielu instytutów i uniwersytetów. Wszyscy musieli mieć dostęp do ogólnych baz danych, możliwość wymiany i redagowania wspólnych dokumentów, takich jak artykuły naukowe, raporty, projekty techniczne itp. Wszystkie miały dostęp do Internetu, ale potrzebne było również odpowiednie oprogramowanie, które zostało przygotowane dla nich przez CERN. Jak wiadomo, to udogodnienie szybko rozprzestrzeniło się na cały akademicki świat i następnie stało się "narzędziem" powszechnego użytku. |