El proyecto PACER , llevado a cabo en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) a mediados de la década de 1970, exploró la posibilidad de un sistema de energía de fusión que implicaría la explosión de pequeñas bombas de hidrógeno (bombas de fusión) —o, como se afirmó en una propuesta posterior, bombas de fisión— dentro de una cavidad subterránea. Sus defensores afirmaron [1] que el sistema es el único sistema de energía de fusión cuyo funcionamiento podría demostrarse utilizando la tecnología existente. También requeriría un suministro continuo de explosivos nucleares y los estudios económicos contemporáneos [2] demostraron que estos no podrían producirse a un precio competitivo en comparación con las fuentes de energía convencionales.
Las primeras referencias al uso de explosiones nucleares para la generación de energía datan de una reunión convocada por Edward Teller en 1957. Entre los muchos temas tratados, el grupo consideró la generación de energía mediante la explosión de bombas de 1 megatón en una cavidad llena de vapor de 300 m de diámetro excavada en granito. Esto llevó a la conclusión de que el material fisible de las secciones de fisión de las bombas, las "primarias", se acumularía en la cámara. Incluso en esta etapa temprana, el físico John Nuckolls se interesó en diseños de bombas muy pequeñas y sin ninguna primaria de fisión. Este trabajo conduciría más tarde a su desarrollo del concepto de energía de fusión inercial . [3]
Las propuestas iniciales de PACER se estudiaron en el marco del Proyecto Plowshares, de mayor envergadura en Estados Unidos, que examinaba el uso de explosiones nucleares en lugar de las químicas para la construcción. Entre los ejemplos se incluía la posibilidad de utilizar grandes dispositivos nucleares para crear un puerto artificial para el amarre de barcos en el norte, o como una especie de fracturación nuclear para mejorar la producción de gas natural . Otra propuesta crearía una alternativa al Canal de Panamá en una única secuencia de detonaciones, atravesando una nación centroamericana. Una de estas pruebas, el Proyecto Gnome de 1961 , también consideraba la generación de vapor para su posible extracción como fuente de energía. LANL propuso PACER como complemento a estos estudios. [4]
Los primeros ejemplos consideraban cavernas llenas de agua de 300 m de diámetro creadas en domos de sal a una profundidad de hasta 1500 m. Se arrojarían una serie de bombas de 50 kilotones en la caverna y explotarían para calentar el agua y crear vapor. El vapor luego alimentaría un circuito de enfriamiento secundario para la extracción de energía utilizando una turbina de vapor . Lanzar aproximadamente dos bombas al día haría que el sistema alcanzara el equilibrio térmico, lo que permitiría la extracción continua de aproximadamente 2 GW de energía eléctrica. [5] También se consideró la posibilidad de agregar torio u otro material a las bombas para generar combustible para los reactores de fisión convencionales. [6]
En una revisión de 1975 de los diversos esfuerzos de Plowshares, el Consorcio de Investigación de la Universidad del Golfo (GURC) analizó la economía del concepto PACER. Demostró que suponiendo un costo de 42.000 dólares para los explosivos nucleares de 50 kT sería el equivalente a alimentar un reactor de agua ligera convencional con combustible de uranio a un precio de 27 dólares por libra de torta amarilla . Si el costo de los explosivos fuera de 400.000 dólares, sería equivalente a un reactor de agua presurizada con un precio equivalente de 328 dólares por tonelada de uranio. [7] El precio de una tonelada de torta amarilla era de alrededor de 45 dólares en 2012. [8] El informe también señaló los problemas con cualquier programa que generara grandes cantidades de bombas nucleares, diciendo que estaba "seguramente sería controvertido" y que "suscitaría considerables respuestas negativas". [9] El GURC concluyó que la probabilidad de que se desarrollara PACER era muy baja, incluso si se pudieran resolver los formidables problemas técnicos. [7] En 1975 se canceló la financiación adicional para la investigación PACER. [10]
A pesar de la cancelación de este trabajo inicial, los estudios básicos del concepto han continuado. Una versión más desarrollada consideró el uso de recipientes diseñados en lugar de las grandes cavidades abiertas. Un diseño típico requería una cámara de explosión de aleación de acero de 13 pies (4 m) de espesor, 100 pies (30 m) de diámetro y 330 pies (100 m) de altura, [11] para ser incrustada en una cavidad excavada en el lecho de roca en Nevada . Cientos de pernos de 50 pies (15 m) de largo se introducirían en la roca circundante para sostener la cavidad. El espacio entre la cámara de explosión y las paredes de la cavidad de roca se rellenaría con hormigón; luego los pernos se someterían a una enorme tensión para preesforzar la roca, el hormigón y la cámara de explosión. Luego, la cámara de explosión se llenaría parcialmente con sales de fluoruro fundidas a una profundidad de 100 pies (30 m), se iniciaría una "cascada" bombeando la sal a la parte superior de la cámara y dejándola caer al fondo. Mientras se encontraba rodeado por este refrigerante que caía, se detonaría una bomba de fisión de un kilotón; esto se repetiría cada 45 minutos. El fluido también absorbería neutrones para evitar dañar las paredes de la cavidad. [12] [13]