Побочные эффекты в повседневной жизни

1. Ускоритель приложений
2. Применение детекторов частиц
3. Побочные приложения, связанные с информатикой
4. Боковые технические приложения
5. Дальнейшая информация

Ускоритель приложений

Многие центры используют протонные и ионные синхротроны для лечения рака. ЦЕРН предоставляет своим странам-членам опыт в разработке и эксплуатации этих ускорителей в рамках проекта «Испытания протон-ионных медицинских устройств», проводимого в сотрудничестве с GSI (Германия), Med-AUSTRON (Австрия) и TERA (Италия) , Проект был инициирован Уго Амалди, одним из ведущих физиков в ЦЕРН. Важность этого типа применения ускорителя очевидна. По оценкам, каждый восьмой человек в западных странах за свою жизнь лечится с помощью ускорителя. Замена радиотерапевтических аппаратов, работа которых основана на линейных ускорителях, составляет более одного миллиарда долларов в год. Социальная ценность не может быть выражена в деньгах.

Одно из наиболее перспективных потенциальных приложений Части ускорителей являются чистой и безопасной генерацией практически неисчерпаемой энергии . Эта идея состоит в объединении ускорителя с ядерным реактором. Автор этой идеи - Карло Руббиа, бывший генеральный директор.

Идея проста и заключается в генерации нейтронов, необходимых для деления атомных ядер с использованием ускорителя частиц. Вместо урана в качестве ядерного топлива можно использовать элемент, который является обычным и легко извлекаемым. У этого есть много преимуществ. Самое главное, что это не самодействующая реакция, и ей не грозит выход из-под контроля, как это произошло в Чернобыле. В отличие от обычных реакторов, мусорное оборудование нуждается в энергии для поддержания реакции. Но энергия, производимая этим устройством, будет в несколько раз больше, чем поставляемая энергия, поэтому Rubbia называет свое устройство «усилителем энергии».

Наиболее важным различием между усилителем энергии и обычным ядерным реактором является среднее количество нейтронов, образующихся при разрушительном разрушении. В обычных реакторах используется смесь редкого изотопа урана-235 и более распространенного изотопа урана-238. Уран-235 составляет менее 1% природного урана в природе, и его добыча очень дорога. Когда атом урана-235 разрушает нейтрон, он распадается на более легкие элементы, излучающие энергию и два или три нейтрона. В Уран-238 он похож, он превращается во взвод, что создает проблему его хранения и безопасности. Испускаемые нейтроны вызывают разрушение последующих ядер и, следовательно, высвобождение все большего количества энергии и нейтронов - реакции цепей. Поскольку общее число нейтронов в каждой реакции деления, нейтроны должны быть собраны графитовыми управляющими стержнями, чтобы реакция не вышла из-под контроля.

В усилителе энергии атомы трека взаимодействуют с нейтронами и делятся, испуская энергию. Нейтроны также испускаются, но их слишком мало, чтобы поддерживать реакцию. Если внешнее нейтронное кольцо не посылает их, реакция просто гаснет.

В 1995 году группа Rubbia расширила идею повышения энергии для сжигания долгоживущих радиоактивных отходов . Идея состоит в том, чтобы смешать отходы плутония с гусеничным топливом. Эта смесь также расщепляется и распадается на безвредные элементы. Строительные работы по этой идее проводились в американской лаборатории в Лос-Аламосе, а испытания, повторно финансируемые Европейским Союзом, были проведены в ЦЕРН в 1996 году. Результаты оказались весьма обнадеживающими, оказалось, что не только отходы можно использовать и утилизировать, но и побочные продукты - это изотопы, которые используются в медицине.

ЦЕРН все еще финансирует группы Rubbia, но, вероятно, дальнейшие исследования будут перенесены за пределы лаборатории. Несколько европейских правительств заинтересованы в этой идее, и анализы, спонсируемые Европейской комиссией, рекомендуют продолжить исследование.

Применение детекторов частиц

Детекторы, разработанные для физики элементарных частиц, нашли множество других применений. Ниже приведены примеры, непосредственно полученные из работы в ЦЕРН:

• Использование многопроволочных пропорциональных камер, изобретенных Г. Чарпаком в ЦЕРНе (за что в 1992 году он получит Нобелевскую премию):
  • в таможенном контроле грузовых автомобилей и контейнеров (на терминале Евротоннель и в Гавре). Недавно произошла конфискация лекарств, что подтверждает эффективность этих устройств.
  • в исследованиях: медицинская визуализация (позитронно-эмиссионная томография, аппаратура для различных типов сияния тела); исследования метаболизма животных; Астрофизические исследования в космосе.
  
  

Побочные приложения, связанные с информатикой

Часть физики, особенно CERN, имеет ненасытный аппетит к постоянно увеличивающейся вычислительной мощности и расширению компьютерной сети. Потребности физиков в области других теоретических расчетов, быстрого считывания данных с детекторов, систем быстрой передачи информации, визуализации и реконструкции данных, сетей и связи, а также методов моделирования приводят к более быстрому развитию сетей и вычислительных методов. Оценки проектов, выполненные ЦЕРН, очень ценны для отрасли. ЦЕРН является активным партнером многих исследовательских и проектных проектов, финансируемых Европейским Союзом.
ЦЕРН станет пионером и возглавит развитие Интернета в Европе. Первые интернет-соединения были созданы в 1989 году. Тогда ЦЕРН на протяжении многих лет был бы основным интернет-трафиком в Европе. Хотя CERN в настоящее время отстает от сервисных компаний, он все еще играет важную роль в онлайн-соединениях в Европе.

Боковые технические приложения

Частичная физика, в частности в CERN, вносит большой вклад в развитие и развитие таких технологий, как сверхпроводимость, криогенная техника, техника и геодезия. Ускорители и коллайдеры с частицами высокой энергии должны соответствовать условиям, касающимся геометрии устройств. Изгиб пучка протонов высоких энергий находится на пределе технических возможностей, даже несколько сантиметров или более в конструкции туннеля для ускорителя могут привести к тому, что он не будет работать, а для электронов высоких энергий потери энергии на синхротронное излучение могут стать слишком большими. Вот почему группа геодезистов из CERN разработала геодезические приборы и методы измерения для туннелирования подземных туннелей с высокой точностью. Некоторые из них были использованы при строительстве Евротоннеля. Микроволновые методы, разработанные для нужд ускорителей ЦЕРН, успешно используют швейцарских и французских геологов для обнаружения подземных пещер, заполненных водой (геологический радар). Эти проекты будут использоваться в будущем для строительства альпийских туннелей в Швейцарии, стоимость которых оценивается в 10 миллиардов швейцарских франков.

Дальнейшая информация

В статье бывшего генерального директора директора СН Ллевеллин Смит " Преимущества фундаментальных исследований «Преимущества фундаментальных исследований и побочные продукты, вытекающие из них, упускаются из виду.
© Авторское право ЦЕРН - Последнее изменение 1999-04-23

Похожие

Комментарии