Nearly everyone in the world is part of some community, whether large or small. And all of these communities have similar needs. They need light, they need heat they need air-conditioning. People can't function very well when it's too hot or too cold. They need food to be grown or provided, distributed and stored safely. They need waste products to be collected, removed and processed. People in the community need to be able to get from one place to another as quickly as possible. And a supply of energy is the basis for all of these activities. Energy in the form of electricity provides light and air-conditioning. Energy in the form of heat keeps us warm. And energy in chemical form provides fertilizer; it drives farm machinery and transportation energy.
殆ど誰もが大小なんらかの コミュニティに 属しています そしてどのコミュニティも 同じようなものを必要としています 灯り 熱 冷暖房などです 私達は暑すぎても寒すぎても 調子よく活動できません 食物の生産と その供給や 流通、安全な貯蔵も必要です 廃棄物は収集、除去 そして処理する必要があります 人々がコミュニティ内で 可能な限り速く移動できる必要があります そしてエネルギーの供給が これらの活動の基礎となります エネルギーを電気にすると 灯りと冷房を供給できます エネルギーを熱にすれば 暖をとれます 化学物質にすれば肥料になりますし 農業機械を動かしたり 輸送に利用したりできます
Now, I spent 10 years working at NASA. In the beginning of my time there in 2000, I was very interested in communities. But this is the kind of community I was thinking of -- a lunar community It had all of the same needs as a community on Earth would have, but it had some very unique constraints. And we had to think about how we would provide energy for this very unique community. There’s no coal on the Moon. There's no petroleum. There’s no natural gas. There's no atmosphere. There’s no wind, either. And solar power had a real problem: the Moon orbits the Earth once a month. For two weeks, the sun goes down, and your solar panels don't make any energy. If you want to try to store enough energy in batteries for two weeks, it just simply isn't practical. So nuclear energy was really the only choice.
さて私はNASAで 10年間勤務しました 2000年に勤務を始めた時 コミュニティというものに 興味がありました とはいっても 私が考えていたコミュニティとは 月面のコミュニティです ここで必要となるものは 地球のコミュニティとすべて同じですが 独特な制限があります この独特なコミュニティに エネルギーをどう供給するか 考えなければなりませんでした 月には石炭はありません 石油もありません 天然ガスもありません 大気もありません 風も吹きません 太陽光発電には特に問題があります 月は地球を1ヶ月で1周します 太陽は2週間沈んだままなので その間ソーラーパネルは発電しません 電池に2週間分の電力を 蓄えることは 全く実用的ではありません だから原子力発電が唯一の 選択肢となります
Now, back in 2000, I didn't really know too much about nuclear power, so I started trying to learn. Almost all of the nuclear power we use on Earth today uses water as a basic coolant. This has some advantages, but it has a lot of disadvantages. If you want to generate electricity, you have to get the water a lot hotter than you normally can. At normal pressures, water will boil at 100 degrees Celsius. This isn't nearly hot enough to generate electricity effectively. So water-cooled reactors have to run at much higher pressures than atmospheric pressure. Some water-cooled reactors run at over 70 atmospheres of pressure, and others have to run at as much as 150 atmospheres of pressure. There's no getting around this; it's simply what you have to do if you want to generate electricity using a water-cooled reactor. This means you have to build a water-cooled reactor as a pressure vessel, with steel walls over 20 centimeters thick. If that sounds heavy, that's because it is.
2000年に遡ると 私は原子力発電について よく知りませんでした そこで勉強を始めました ほとんど全ての原子力発電は 水を基本的な冷却材として使います これには利点もありますが 欠点もたくさんあります 発電を行う時 水を通常よりも ずっと高い温度にする 必要があります 通常の気圧では水は 100℃で沸騰します これは効率的に発電するには 程遠いものです そこで水冷却炉は大気圧よりも ずっと高い圧力で 稼働しなければなりません 70気圧以上で稼働する 水冷却炉もあれば 150気圧もの圧力で 稼働するものもあります 水冷却炉を使って 発電するには これは避けては通れない 現実なのです したがって水冷却炉は 厚さ20cmを超える 鋼板製の圧力容器にする 必要があります 重々しく響くかもしれませんが 実際 重いのです
Things get a lot worse if you have an accident where you lose pressure inside the reactor. If you have liquid water at 300 degrees Celsius and suddenly you depressurize it, it doesn't stay liquid for very long; it flashes into steam. So water-cooled reactors are built inside of big, thick concrete buildings called containment buildings, which are meant to hold all of the steam that would come out of the reactor if you had an accident where you lost pressure. Steam takes up about 1,000 times more volume than liquid water, so the containment building ends up being very large, relative to the size of the reactor.
炉内の圧力を失うという 事故が起こると 事態はもっと深刻になります 300℃の水が突然圧力を失うと 液体の状態に とどまることが出来ず 一瞬で蒸気となります ですから 水冷却炉は 大きくて厚いコンクリートで覆われた 原子炉格納容器の中に設置され もし圧力を失う事故が起きても 原子炉から噴出する蒸気を 全て封じ込めることが できるようにしています 蒸気は液体の水に対し 約1000倍もの体積があるので 原子炉格納容器は原子炉に対し 非常に大きいものとなります
Another bad thing happens if you lose pressure and your water flashes to steam. If you don't get emergency coolant to the fuel in the reactor, it can overheat and melt. The reactors we have today use uranium oxide as a fuel. It's a ceramic material similar in performance to the ceramics we use to make coffee cups or cookware or the bricks we use to line fireplaces. They're chemically stable, but they're not very good at transferring heat. If you lose pressure, you lose your water, and soon your fuel will melt down and release the radioactive fission products within it.
圧力を失い水が蒸気となって吹き出す時 もう一つ問題が起こります もし原子炉内部の燃料を冷やす 緊急用の冷却材がなくなると 過熱して溶けます 現在の原子炉は酸化ウランを 燃料とします これはセラミック素材で コーヒーカップや調理器具 暖炉に使う煉瓦に似た性質を 持っています これは化学的に安定していますが 熱を伝えにくいという 欠点があります 圧力を失うと水を失い 燃料は溶けて 内部の核分裂生成物が 放たれます
Making solid nuclear fuel is a complicated and expensive process. And we extract less than one percent of the energy for the nuclear fuel before it can no longer remain in the reactor. Water-cooled reactors have another additional challenge: they need to be near large bodies of water, where the steam they generate can be cooled and condensed. Otherwise, they can't generate electrical power. Now, there's no lakes or rivers on the Moon, so if all of this makes it sound like water-cooled reactors aren't such a good fit for a lunar community, I would tend to agree with you.
固体の核燃料を作るのは 複雑で費用のかかる作業です しかも核燃料が使用済みになるまでに 1%未満のエネルギーしか 取り出せません 水冷却炉にはもう一つ 課題があります 発生した蒸気を冷却し 凝縮させるために 大量の水が近くにあることが 求められます そうでなければ発電することが できないのです ところで月には湖も川もありません これらのことから 水冷却炉は月面のコミュニティには 向いていないことになります 私も皆さんと同じ意見になりそうです
(Laughter)
(笑)
I had the good fortune to learn about a different form of nuclear power that doesn't have all these problems, for a very simple reason: it's not based on water-cooling, and it doesn't use solid fuel. Surprisingly, it's based on salt.
私は幸運にも この様な問題がない異なる種類の 原子力発電について学びました 問題がない理由は単純です 水冷却に頼らず 固体燃料も使わないからです 驚くことに これは 塩を用いています
One day, I was at a friend's office at work, and I noticed this book on the shelf, "Fluid Fuel Reactors." I was interested and asked him if I could borrow it. Inside that book, I learned about research in the United States back in the 1950s, into a kind of reactor that wasn't based on solid fuel or on water-cooling. It didn't have the problems of the water-cooled reactor, and the reason why was pretty neat. It used a mixture of fluoride salts as a nuclear fuel, specifically, the fluorides of lithium, beryllium, uranium and thorium. Fluoride salts are remarkably chemically stable. They do not react with air and water. You have to heat them up to about 400 degrees Celsius to get them to melt. But that's actually perfect for trying to generate power in a nuclear reactor.
ある日 私は 職場の友達のオフィスで 『Fluid Fuel Reactors(液体燃料原子炉)』 という本に気づきました 興味が湧いたので 借りてもよいかと尋ねました その本から 1950年代にアメリカで行われた 研究について学びました これは固体燃料も水冷却も不要な 原子炉に関するものです この方法には 水冷却炉が持つ問題はありませんが その理由が本当にすごいのです これはフッ化物塩の混合物を 核燃料として使います 特にリチウム、ベリリウム、ウランと トリウムのフッ化物が使われます フッ化物塩は化学的に 非常に安定していて 空気や水とは反応しません 400℃にならないと溶けません しかし実際には このことが 原子炉で発電するのに 好都合なのです
Here's the real magic: they don't have to operate at high pressure. And that makes the biggest difference of all. This means they don't have to be in heavy, thick steel pressure vessels, they don't have to use water for coolant and there's nothing in the reactor that's going to make a big change in density, like water. So the containment building around the reactor can be much smaller and close-fitting. Unlike the solid fuels that can melt down if you stop cooling them, these liquid fluoride fuels are already melted, at a much, much lower temperature. In normal operation, you have a little plug here at the bottom of the reactor vessel. This plug is made out of a piece of frozen salt that you've kept frozen by blowing cool gas over the outside of the pipe. If there's an emergency and you lose all the power to your nuclear power plant, the little blower stops blowing, the frozen plug of salt melts, and the liquid fluoride fuel inside the reactor drains out of the vessel, through the line and into another vessel called a drain tank. Inside the drain tank, it's all configured to maximize the transfer of heat, so as to keep the salt passively cooled as its heat load drops over time. In water-cooled reactors, you generally have to provide power to the plant to keep the water circulating and to prevent a meltdown, as we saw in Japan. But in this reactor, if you lose the power to the reactor, it shuts itself down all by itself, without human intervention, and puts itself in a safe and controlled configuration.
その秘密は 高圧で稼働する必要が ないことにあります これは とても大きな違いを もたらします 重くて分厚い鋼板の圧力容器に 入れる必要がないということです 水を冷却材として 使わなくてもいいので 炉の中には何もありません 水が無いので 重量に大きな違いが生まれます 原子炉格納容器はずっと小さく コンパクトにできます 冷却が止まると溶解する 固体燃料とは違い フッ化物である液体燃料は すでに ずっと低い温度で 溶解しています 正常な稼働状態では 原子炉容器の底には 小さな栓がしてあります この栓は凍った塩の塊でできていて 冷却ガスを パイプの外側に噴射することで 凍った状態を保ちます もし緊急事態が起こり 原子力発電所への 電力供給が全て失われたら 冷却ガスの噴射が止まり 冷凍塩の栓が溶け 原子炉内部の溶融塩燃料は 容器から管を通って ドレインタンクという 別の容器に排出されます ドレインタンクの内部は 熱伝導を最大化するように設計され 熱の発生が時間とともに 減少するにつれ 自然に冷えるようになっています 一般的に水冷却炉では プラントに電力を供給して 日本で起きたような 炉心溶融を防ぐため 水を常に 循環させる必要があります この原子炉では電力を失ったとしても 人的な介入なしに自動で止まり 安全で制御された状態になります
Now, this was sounding pretty good to me, and I was excited about the potential of using a liquid fluoride reactor to power a lunar community. But then I learned about thorium, and the story got even better. Thorium is a naturally occurring nuclear fuel that is four times more common in the Earth's crust than uranium. It can be used in liquid fluoride thorium reactors to produce electrical energy, heat and other valuable products. It's so energy-dense that you could hold a lifetime supply of thorium energy in the palm of your hand. Thorium is also common on the Moon and easy to find. Here's an actual map of where the lunar thorium is located. Thorium has an electromagnetic signature that makes it easy to find, even from a spacecraft.
素晴らしい仕組みだと私は思います 月面のコミュニティへの電力供給に 溶融塩原子炉を用いる可能性に 心が躍りました トリウムについて学ぶと 更に良いことが分かってきました トリウムは自然に存在する核燃料で 地殻にウランの4倍も存在します 溶融塩原子炉で 電力、熱やその他の価値あるものを 生みだすのに使うことができます トリウムはエネルギー濃度は 非常に高く 一生分の燃料は 手のひらに収まります トリウムは月にも存在し 簡単に発見できます これが月面にあるトリウムの 場所を示した本物の地図です トリウムは特徴的な電磁波特性を示すため 宇宙船から簡単に発見できます 溶融塩原子炉で 発電したエネルギーで
With the energy generated from a liquid fluoride thorium reactor, we could recycle all of the air, water and waste products within the lunar community. In fact, doing so would be an absolute requirement for success. We could grow the crops needed to feed the members of the community even during the two-week lunar night, using light and power from the reactor. It seemed like the liquid fluoride thorium reactor, or LFTR, could be the power source that could make a self-sustainable lunar colony a reality.
空気や水そして廃棄物を 月面コミュニティ内で リサイクルできます それどころか これは月面生活に 絶対不可欠でしょう 原子炉が供給する灯りと電力があれば 2週間続く月の夜でも 住民の食料となる穀物を 育てることができるでしょう 溶融塩原子炉 略称LFTRによって 自給自足の月面コロニーを 実現できるかもしれません そこで単純な疑問が湧きました
But I had a simple question: If it was such a great thing for a community on the Moon, why not a community on the Earth, a community of the future, self-sustaining and energy-independent? The same energy generation and recycling techniques that could have a powerful impact on surviving on the Moon could also have a powerful impact on surviving on the Earth. Right now, we're burning fossil fuels because they're easy to find and because we can. Unfortunately, they're making some parts of our planet look like the Moon. Using fossil fuels entangles us in conflict in unstable regions of the world and costs money and lives.
もし月面のコミュニティにとって 素晴らしいものなら 自立型で独立したエネルギー源を持つ 将来の地球のコミュニティにも 役立つのではないか? 月で生存するために 大きな効果をもたらす― 発電とリサイクルの方法が 地球で生き残ることにも 大きな効果をもたらすかもしれません 現在 私達は化石燃料を燃やしています 手に入れるのも使うのも 簡単だからです あいにく化石燃料は 地球上の一部の地域を 月面のように変えています 化石燃料は世界の 不安定な地域の争いに 人々を巻き込み お金と人命を奪います
Things could be very different if we were using thorium. You see, in a LFTR, we could use thorium about 200 times more efficiently than we're using uranium now. And because the LFTR is capable of almost completely releasing the energy in thorium, this reduces the waste generated over uranium by factors of hundreds, and by factors of millions over fossil fuels. We're still going to need liquid fuels for vehicles and machinery, but we could generate these liquid fuels from the carbon dioxide in the atmosphere and from water, much like nature does. We could generate hydrogen by splitting water and combining it with carbon harvested from CO2 in the atmosphere, making fuels like methanol, ammonia, and dimethyl ether, which could be a direct replacement for diesel fuels. Imagine carbon-neutral gasoline and diesel, sustainable and self-produced.
トリウムを使えば 状況はかなり変わるかもしれません LFTRではトリウムを ウランの200倍も効率よく使えます LFTRはトリウムのエネルギーを ほぼ完全に利用できるので ウランと比較して廃棄物が 数百倍も少なく 化石燃料と比べると数百万倍も 少なくなります 車や機械を動かすために なおも液状燃料が必要ですが 自然界でも行われているように 大気中の二酸化炭素と水からこれらの燃料を 生産することが できるかもしれません 水を分解して水素を生成し 大気中の二酸化炭素からとりだした 炭素と結合させて メタノール、アンモニア ジメチルエーテルを作れば 軽油を代替する燃料を 作れるかもしれません カーボンニュートラルで 持続可能、循環利用できる ガソリンと軽油を 想像してください
Do we have enough thorium? Yes, we do. In fact, in the United States, we have over 3,200 metric tons of thorium that was stockpiled 50 years ago and is currently buried in a shallow trench in Nevada. This thorium, if used in LFTRs, could produce almost as much energy as the United States uses in three years. And thorium is not a rare substance, either. There are many sites like this one in Idaho, where an area the size of a football field would produce enough thorium each year to power the entire world.
トリウムは豊富でしょうか? 答えはイエスです 実際 アメリカには3,200トンもの トリウムが存在してます これは50年前に 備蓄されたもので 現在ネバダ州の浅い堀に 埋められています これをLFTRに使えば アメリカで使われるエネルギーの ほぼ3年分を生産できます しかもトリウムは 稀な物質ではありません アイダホ州のこの場所のように フットボール場ほどの大きさで 全世界の電力需要を満たすトリウムが採れる 鉱山は数多くあります
Using liquid fluoride thorium technology, we could move away from expensive and difficult aspects of current water-cooled, solid-fueled uranium nuclear power. We wouldn't need large, high-pressure nuclear reactors and big containment buildings that they go in. We wouldn't need large, low-efficiency steam turbines. We wouldn't need to have as many long-distance power transmission infrastructure, because thorium is a very portable energy source that can be located near to where it is needed. A liquid fluoride thorium reactor would be a compact facility, very energy-efficient and safe, that would produce the energy we need day and night, and without respect to weather conditions. In 2007, we used five billion tons of coal, 31 billion barrels of oil and five trillion cubic meters of natural gas, along with 65,000 tons of uranium to produce the world's energy. With thorium, we could do the same thing with 7,000 tons of thorium that could be mined at a single site.
トリウム溶融塩炉の技術を使えば 高価なうえに厄介な 水冷却と固体燃料に頼る ウランを使う原子力発電を やめることができます 大型で高圧の原子炉や それを覆う大きな格納容器は 不要です 効率の低い 大型の蒸気タービンはいりません 長距離送電線を 数多く設置する必要はありません トリウムを用いた発電所は 場所を選ばないので 電気が必要な場所の近くに 設置できるからです 溶融塩原子炉はコンパクトな施設で エネルギー効率がとても高く 安全で 天候条件によらず エネルギーを昼夜生産できるでしょう 2007年には50億トンもの石炭と 310億バレルもの石油 そして5兆立方メートルもの 天然ガスとともに 65,000トンのウランを使って 世界のエネルギー需要を満たしました トリウムなら同じことを 1か所から採掘できる 7,000トンで達成できます
If all this sounds interesting to you, I invite you to visit our website, where a growing and enthusiastic online community of thorium advocates is working to tell the world about how we can realize a clean, safe and sustainable energy future, based on the energies of thorium.
もし興味を持ったなら私達の ウェブサイトを訪問してみて下さい トリウムを支持する 拡大中の熱心な ネット上のコミュニティが 環境に優しく安全で持続可能な エネルギーの未来を トリウムで実現する方法を 世界に広めようと励んでいます
Thank you very much. (Applause)
ありがとうございます (拍手)