Wow, this is bright. It must use a lot of power. Well, flying you all in here must have cost a bit of energy too. So the whole planet needs a lot of energy, and so far we've been running mostly on fossil fuel. We've been burning gas. It's been a good run. It got us to where we are, but we have to stop. We can't do that anymore.
Uau, ce lumină puternică. Sigur foloseşte multă electricitate. Faptul că aţi venit aici a necesitat cu siguranţă ceva energie. Întreaga planetă are nevoie de multă energie şi până acum am mers în mare parte pe combustibili fosili. Am ars gaze naturale. A fost bine. Ne-a adus până aici, dar trebuie să ne oprim. Nu putem continua așa.
So we are trying different types of energy now, alternative energy, but it proved quite difficult to find something that's as convenient and as cost-effective as oil, gas and coal. My personal favorite is nuclear energy. Now, it's very energy-dense, it produces solid, reliable power, and it doesn't make any CO2.
Acum se încearcă diverse tipuri de energie, energii alternative, dar s-a dovedit dificil de găsit ceva la fel de convenabil şi rentabil ca ţiţeiul, gazele naturale şi cărbunele. Preferata mea e energia nucleară. Are eficiență energetică foarte mare, produce rezuduuri solide şi nu degajă deloc dioxid de carbon.
Now we know of two ways of making nuclear energy: fission and fusion. Now in fission, you take a big nucleus, you break it in part, in two, and it makes lots of energy, and this is how the nuclear reactor today works. It works pretty good. And then there's fusion. Now, I like fusion. Fusion's much better. So you take two small nuclei, you put it together, and you make helium, and that's very nice. It makes lots of energy. This is nature's way of producing energy. The sun and all the stars in the universe run on fusion. Now, a fusion plant would actually be quite cost-effective and it also would be quite safe. It only produces short term radioactive waste, and it cannot melt down. Now, the fuel from fusion comes from the ocean. In the ocean, you can extract the fuel for about one thousandth of a cent per kilowatt-hour, so that's very, very cheap. And if the whole planet would run on fusion, we could extract the fuel from the ocean. It would run for billions and billions of years.
Se cunosc două modalităţi de creare a energiei nucleare: fisiunea şi fuziunea. În fisiune, se ia un nucleu mare, se dezintegrează în două părți, producând astfel multă energie. Aşa funcţionează acum reactoarele nucleare. Funcţionează destul de bine. Şi mai e fuziunea. Îmi place fuziunea, e mult mai bună. Iei două nuclee mici, le pui împreună şi faci heliu, e foarte frumos. Produce multă energie. E modalitatea naturii de a produce energie. Soarele şi toate stelele din univers îşi produc energia prin fuziune. O uzină de energie prin fuziune ar fi destul de rentabilă şi destul de sigură. Ar produce doar deşeuri radioactive cu periodă de dezintegrare scurtă şi nu s-ar topi. Combustibilul pentru fuziune provine din ocean, de unde îl poţi extrage pentru a mia parte dintr-un cent per kilowatt-oră, adică foarte ieftin. Dacă întreaga planetă ar merge pe energie din fuziune, am lua combustibilul din ocean. Ar funcţiona miliarde de ani.
Now, if fusion is so great, why don't we have it? Where is it? Well, there's always a bit of a catch. Fusion is really, really hard to do. So the problem is, those two nuclei, they are both positively charged, so they don't want to fuse. They go like this. They go like that. So in order to make them fuse, you have to throw them at each other with great speed, and if they have enough speed, they will go against the repulsion, they will touch, and they will make energy. Now, the particle speed is a measure of the temperature. So the temperature required for fusion is 150 billion degrees C. This is rather warm, and this is why fusion is so hard to do.
Dacă fuziunea e aşa de grozavă, de ce n-o stăpânim? Unde e? Întotdeauna există o cauză ascunsă. Fuziunea e extrem de greu de realizat. Problema e că acele două nuclee sunt ambele încărcate pozitiv, deci nu vor să fuzioneze. Fac aşa. Sau aşa. Ca să fuzioneze, le arunci una spre cealaltă cu o viteză enormă şi, cu destulă viteză, vor învinge respingerea, se vor atinge şi vor produce energie. Viteza particulei e o măsură a temperaturii. Temperatura necesară fuziunii este de 150 miliarde ºC. Destul de cald, (Râsete) de aceea fuziunea e atât de greu de realizat.
Now, I caught my little fusion bug when I did my Ph.D. here at the University of British Columbia, and then I got a big job in a laser printer place making printing for the printing industry. I worked there for 10 years, and I got a little bit bored, and then I was 40, and I got a mid-life crisis, you know, the usual thing: Who am I? What should I do? What should I do? What can I do? And then I was looking at my good work, and what I was doing is I was cutting the forests around here in B.C. and burying you, all of you, in millions of tons of junk mail. Now, that was not very satisfactory. So some people buy a Porsche. Others get a mistress. But I've decided to get my bit to solve global warming and make fusion happen.
Am devenit pasionat de fuziune în timpul doctoratului la Universitatea din British Columbia; apoi am primit o slujbă grozavă în printarea cu laser, făceam tipăriri pentru industria imprimării. Am lucrat acolo 10 ani şi m-am cam plictisit, apoi am împlint 40 şi am trecut prin criza vârstei de mijloc, ştiţi, chestiile obişnuite: Cine sunt? Ce ar trebui să fac? Ce ar trebui să fac? Ce pot să fac? M-am uitat la munca mea bună şi am văzut că tăiam pădurile din British Columbia şi că vă îngropam pe toţi în milioane de tone de scrisori inutile. Nu m-a satisfăcut prea tare. Unii oameni îşi cumpără un Porsche. Alţii îşi iau o amantă. Eu am decis să-mi aduc contribuţia prin soluţionarea încălzirii globale şi realizarea fuziunii.
Now, so the first thing I did is I looked into the literature and I see, how does fusion work? So the physicists have been working on fusion for a while, and one of the ways they do it is with something called a tokamak. It's a big ring of magnetic coil, superconducting coil, and it makes a magnetic field in a ring like this, and the hot gas in the middle, which is called a plasma, is trapped. The particles go round and round and round the circle at the wall. Then they throw a huge amount of heat in there to try to cook that to fusion temperature. So this is the inside of one of those donuts, and on the right side you can see the fusion plasma in there.
Primul lucru pe care l-am făcut a fost să citesc şi să aflu cum funcţionează fuziunea. Fizicienii lucrează la fuziune de o vreme, şi un mod este cu ceva numit „tokamak”. E un inel mare de bobină magnetică, bobină supraconductoare, ce produce un câmp magnetic într-un inel ca acesta, iar gazul fierbinte din mijloc, numit plasmă, e blocat. Particulele merg continuu de-a lungul peretelui circular. Apoi zona e înfierbântată pentru a se atinge temperatura de fuziune. Acesta e interiorul unei astfel de gogoaşe, iar în dreapta vedeți plasma pentru fuziune.
Now, a second way of doing this is by using laser fusion. Now in laser fusion, you have a little ping pong ball, you put the fusion fuel in the center, and you zap that with a whole bunch of laser around it. The lasers are very strong, and it squashes the ping pong ball really, really quick. And if you squeeze something hard enough, it gets hotter, and if it gets really, really fast, and they do that in one billionth of a second, it makes enough energy and enough heat to make fusion. So this is the inside of one such machine. You see the laser beam and the pellet in the center.
Un alt mod de a face asta e fuziunea cu laser; se ia o minge de ping pong. Se pune combustibilul de fuziune în mijloc şi se direcţionează toate laserele spre centru. Laserele sunt foarte puternice şi strivesc foarte rapid mingea. Iar dacă strângi ceva destul de puternic, devine mai fierbinte, şi, făcând asta foarte rapid, într-o miliardime de secundă, se generează destulă energie şi căldură pentru a produce fuziune. Iată interiorul unei astfel de maşinării. Vedeţi fasciculul de laser şi bila la mijloc.
Now, most people think that fusion is going nowhere. They always think that the physicists are in their lab and they're working hard, but nothing is happening. That's actually not quite true. This is a curve of the gain in fusion over the last 30 years or so, and you can see that we're making now about 10,000 times more fusion than we used to when we started. That's a pretty good gain. As a matter of fact, it's as fast as the fabled Moore's Law that defined the amount of transistors they can put on a chip. Now, this dot here is called JET, the Joint European Torus. It's a big tokamak donut in Europe, and this machine in 1997 produced 16 megawatts of fusion power with 17 megawatts of heat. Now, you say, that's not much use, but it's actually pretty close, considering we can get about 10,000 times more than we started. The second dot here is the NIF. It's the National Ignition Facility. It's a big laser machine in the U.S., and last month they announced with quite a bit of noise that they had managed to make more fusion energy from the fusion than the energy that they put in the center of the ping pong ball. Now, that's not quite good enough, because the laser to put that energy in was more energy than that, but it was pretty good.
Mulţi cred că nu vom realiza niciodată fuziune. Cred că fizicienii stau în laborator, muncind din greu, dar nu se întâmplă nimic. De fapt, nu e chiar aşa. Iată o curbă cu terenul câştigat de fuziune în ultimii 30 de ani şi vedeți că acum folosim fuziunea de 10 mii de ori mai mult decât la început. A câştigat mult teren. De fapt, are o ascensiune conform Legii lui Moore, care previziona numărul de tranzistori ce pot fi plasaţi pe un circuit. Acest punct se numeşte JET, „the Joint European Torus”, un mare reactor tokamak din Europa, iar în 1997, această maşinărie producea 16 megawaţi putere din fuziune cu ajutorul a 17 megawaţi de căldură. Veţi spune că nu prea e util, dar e destul de bine, dacă ne gândim că avem de 10.000 de ori mai mult ca la început. Al doilea punct de aici e NIF, „the National Ignition Facility”, o instalaţie mare cu lasere din Statele Unite, şi luna trecută au anunţat cu tam-tam, că au reuşit să producă mai multă energie din fuziune decât energia pusă în centrul mingii de ping pong. Nu e suficient de bine, căci laserul a folosit mai multă energie decât cea introdusă în minge, dar a fost binişor.
Now this is ITER, pronounced in French: EE-tairh. So this is a big collaboration of different countries that are building a huge magnetic donut in the south of France, and this machine, when it's finished, will produce 500 megawatts of fusion power with only 50 megawatts to make it. So this one is the real one. It's going to work. That's the kind of machine that makes energy.
Acesta e ITER, adică Reactorul Internaţional Experimental Termonuclear. E o colaborare între diverse ţări ce construiesc un reactor magnetic imens în sudul Franţei. Această maşinărie, când va fi gata, va produce 500 megawaţi de energie de fuziune cu ajutorul a doar 50 de megawaţi. Acesta e cel bun. Va funcţiona. E maşinăria ce produce energie.
Now if you look at the graph, you will notice that those two dots are a little bit on the right of the curve. We kind of have fallen off the progress. Actually, the science to make those machines was really in time to produce fusion during that curve. However, there has been a bit of politics going on, and the will to do it was not there, so it drifted to the right. ITER, for example, could have been built in 2000 or 2005, but because it's a big international collaboration, the politics got in and it delayed it a bit. For example, it took them about three years to decide where to put it.
Uitându-vă la grafic, vedeți că cele două puncte sunt în dreapta curbei. Ne-am cam depărtat de progres. Dar ştiinţa pentru a construi maşinăriile chiar exista la acel moment, să producă fuziune în acea curbă. Totuşi, a intrat politica pe fir, şi nici nu se dorea realizarea lor, aşa că au derivat spre dreapta. ITER, de exemplu, s-ar fi putut construi în 2000 sau 2005, dar pentru că e o colaborare internaţională, au intervenit dispute politice şi s-a amânat puţin. De exemplu, le-a luat cam 3 ani ca să decidă locul plasării.
Now, fusion is often criticized for being a little too expensive. Yes, it did cost a billion dollars or two billion dollars a year to make this progress. But you have to compare that to the cost of making Moore's Law. That cost way more than that. The result of Moore's Law is this cell phone here in my pocket. This cell phone, and the Internet behind it, cost about one trillion dollars, just so I can take a selfie and put it on Facebook. Then when my dad sees that, he'll be very proud. We also spend about 650 billion dollars a year in subsidies for oil and gas and renewable energy. Now, we spend one half of a percent of that on fusion. So me, personally, I don't think it's too expensive. I think it's actually been shortchanged, considering it can solve all our energy problems cleanly for the next couple of billions of years.
Deseori, fuziunea e criticată că e prea scumpă. Da, într-adevăr, a costat unu sau două miliarde de dolari pe an pentru a se ajunge aici. Dar trebuie să comparaţi asta cu tendinţa din Legea lui Moore, ce ar fi costat mult mai mult. Rezultatul Legii lui Moore e mobilul din buzunarul meu. Telefonul acesta şi internetul din spatele lui costă cam un trilion de dolari, doar ca să-mi fac poză cu mine şi s-o postez pe Facebook. Şi când o s-o vadă tata, o să fie foarte mândru. (Râsete) Se cheltuiesc de asemenea 650 miliarde de dolari pe an ca subvenţii pentru ţiţei, gaze naturale şi energie din surse regenerabile. Noi cheltuim 0,5% din aceste sume pe fuziune. Aşa că, personal, nu cred că e prea scump. Consider chiar că nu e corect, deoarece poate rezolva toate problemele energetice fără poluare, pe următoarele două miliarde de ani.
Now I can say that, but I'm a little bit biased, because I started a fusion company and I don't even have a Facebook account. So when I started this fusion company in 2002, I knew I couldn't fight with the big lads. They had much more resources than me. So I decided I would need to find a solution that is cheaper and faster.
Aş putea spune asta, dar aş fi părtinitor, căci am înfiinţat o companie de fuziune şi nici măcar n-am cont pe Facebook. Când am înfiinţat firma, în 2002, ştiam că nu mă pot lupta cu băieţii mari. Aveau multe resurse faţă de mine. Am decis că trebuia să găsesc o soluţie mai ieftină şi mai rapidă.
Now magnetic and laser fusion are pretty good machines. They are awesome pieces of technology, wonderful machines, and they have shown that fusion can be done. However, as a power plant, I don't think they're very good. They're way too big, way too complicated, way too expensive, and also, they don't deal very much with the fusion energy. When you make fusion, the energy comes out as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma. Those neutrons hit the wall of the machine. It damages it. And also, you have to catch the heat from those neutrons and run some steam to spin a turbine somewhere, and on those machines, it was all a bit of an afterthought. So I decided that surely there is a better way of doing that.
Fuziunea magnetică şi cea cu laser sunt maşinării destul de bune. Extraordinare ca tehnologie, instalaţii minunate, au demonstrat că fuziunea se poate face. Totuşi, ca uzine de energie, nu cred că ar fi foarte bune. Sunt mult prea mari, complicate, prea scumpe, şi nu prea au de-a face cu energia prin fuziune. Când creezi fuziune, energia apare ca neutroni rapizi ce apar din plasmă. Acei neutroni lovesc peretele maşinăriei şi îl strică. În plus, trebuie să captezi căldura neutronilor, să faci nişte abur ca să pui în mişcare o turbină, şi, acele instalaţii au fost gândite ulterior. Sigur trebuia să fie o cale mai bună.
So back to the literature, and I read about the fusion everywhere. One way in particular attracted my attention, and it's called magnetized target fusion, or MTF for short. Now, in MTF, what you want to do is you take a big vat and you fill that with liquid metal, and you spin the liquid metal to open a vortex in the center, a bit like your sink. When you pull the plug on a sink, it makes a vortex. And then you have some pistons driven by pressure that goes on the outside, and this compresses the liquid metal around the plasma, and it compresses it, it gets hotter, like a laser, and then it makes fusion. So it's a bit of a mix between a magnetized fusion and the laser fusion. So those have a couple of very good advantages. The liquid metal absorbs all the neutrons and no neutrons hit the wall, and therefore there's no damage to the machine. The liquid metal gets hot, so you can pump that in a heat exchanger, make some steam, spin a turbine. So that's a very convenient way of doing this part of the process. And finally, all the energy to make the fusion happen comes from steam-powered pistons, which is way cheaper than lasers or superconducting coils.
Aşa că m-am pus iar pe citit materiale despre fuziune. Mi-a atras atenţia o modalitate în special, numită fuziunea magnetizată la ţintă, pe scurt FMT. Aici se procedează astfel: iei o cuvă mare, o umpli cu metal lichid, învârţi metalul lichid până se face vârtej în centru. Ca la chiuvetă când scoţi dopul, se face un vârtej. Apoi foloseşti nişte pistoane cu presiune dinspre exterior ce comprimă metalul lichid în jurul plasmei, îl comprimă, devine mai fierbinte, ca un laser, şi inițiază fuziunea. E o combinaţie între fuziunea magnetizată şi fuziunea prin laser. Are două avantaje foarte mari. Metalul lichid absoarbe toţi neutronii, care nu mai lovesc peretele, deci maşinăria nu se mai deteriorează. Metalul lichid devine fierbinte, e pompat într-un transformator caloric, produce abur, învârte o turbină. Aşa e foarte avantajoasă această parte a procesului. În final, toată energia de inițiere a fuziunii vine de la pistonii alimentaţi cu aburi, mult mai ieftini decât laserele sau bobinele supraconductoare.
Now, this was all very good except for the problem that it didn't quite work. (Laughter) There's always a catch. So when you compress that, the plasma cools down faster than the compression speed, so you're trying to compress it, but the plasma cooled down and cooled down and cooled down and then it did absolutely nothing.
Totul era foarte bine, cu o excepţie: nu cam funcţiona. (Râsete) Întotdeauna e ceva. Când o comprimi plasma se răceşte mai repede decât viteza de compresie. Încerci să o comprimi, dar plasma se răceşte întruna şi apoi nu se întâmplă nimic.
So when I saw that, I said, well, this is such a shame, because it's a very, very good idea. So hopefully I can improve on that. So I thought about it for a minute, and I said, okay, how can we make that work better? So then I thought about impact. What about if we use a big hammer and we swing it and we hit the nail like this, in the place of putting the hammer on the nail and pushing and try to put it in? That won't work. So what the idea is is to use the idea of an impact. So we accelerate the pistons with steam, that takes a little bit of time, but then, bang! you hit the piston, and, baff!, all the energy is done instantly, down instantly to the liquid, and that compresses the plasma much faster. So I decided, okay, this is good, let's make that.
Când am văzut, mi-am spus că e păcat, căci e o idee foarte bună. Din fericire, se poate îmbunătăţi. M-am gândit o clipă cum s-o fac să funcţioneze mai bine. M-am gândit la impact. Dacă am folosi un ciocan mare, l-am balansa şi am lovi cuiul aşa, în loc să punem ciocanul pe cui, să-l împingem, încercând să-l băgăm la loc? Aşa nu merge. Ideea este să folosim impactul. Să accelerăm pistonii cu aburi, ia un pic de timp, dar apoi...pac! Loveşti pistonul şi...poc! Toată energia e creată instantaneu, transmisă instantaneu lichidului, şi asta comprimă plasma mult mai rapid. Am hotărât că e în regulă, hai s-o facem.
So we built this machine in this garage here. We made a small machine that we managed to squeeze a little bit of neutrons out of that, and those are my marketing neutrons, and with those marketing neutrons, then I raised about 50 million dollars, and I hired 65 people. That's my team here. And this is what we want to build. So it's going to be a big machine, about three meters in diameter, liquid lead spinning around, big vortex in the center, put the plasma on the top and on the bottom, piston hits on the side, bang!, it compresses it, and it will make some energy, and the neutron will come out in the liquid metal, going to go in a steam engine and make the turbine, and some of the steam will go back to fire the piston. We're going to run that about one time per second, and it will produce 100 megawatts of electricity.
Am construit o maşinărie în acest garaj. O mică maşinărie, cu care am reuşit să comprimăm câţiva neutroni, eu îi numesc neutroni de marketing. Cu aceşti neutroni, am obţinut cam 50 milioane de dolari şi am angajat 65 de oameni. Iată echipa mea. Şi iată ce vrem să construim. Va fi o maşinărie mare, cu diametru de 3 m: plumbul lichid se învârte, face un vârtej mare în mijloc, punem plasma deasupra şi dedesubt, pistonii lovesc pe laturi. Bang! Comprimă metalul lichid, produce energie, iar neutronul va apărea în metalul lichid, va merge în motorul cu aburi şi va mişca turbina, iar câţiva din aburi se vor întoarce să lovească pistonul. Vom face asta o dată pe secundă şi se vor produce 100 megaW de electricitate.
Okay, we also built this injector, so this injector makes the plasma to start with. It makes the plasma at about a lukewarm temperature of three million degrees C. Unfortunately, it doesn't last quite long enough, so we need to extend the life of the plasma a little bit, but last month it got a lot better, so I think we have the plasma compressing now. Then we built a small sphere, about this big, 14 pistons around it, and this will compress the liquid. However, plasma is difficult to compress. When you compress it, it tends to go a little bit crooked like that, so you need the timing of the piston to be very good, and for that we use several control systems, which was not possible in 1970, but we now can do that with nice, new electronics.
Am construit şi acest injector, ce realizează plasma necesară maşinăriei. Aduce plasma la temperatura călduţă de 3 milioane ºC. Din nefericire, nu ţine suficient de mult şi mai trebuie să creştem viaţa plasmei un pic, însă luna trecută a durat mai mult, deci cred că acum avem plasma ce să comprime. Apoi am construit o sferă mică, 14 pistoane în jurul ei, şi asta va comprima lichidul. Totuşi, plasma e dificil de comprimat. Când o comprimi, tinde să o ia în direcţii, deci trebuie să sincronizezi pistoanele foarte precis. Pentru asta folosim câteva sisteme de control, în 1970 nu era posibil aşa ceva, dar acum putem face asta cu noile electronice.
So finally, most people think that fusion is in the future and will never happen, but as a matter of fact, fusion is getting very close. We are almost there. The big labs have shown that fusion is doable, and now there are small companies that are thinking about that, and they say, it's not that it cannot be done, but it's how to make it cost-effectively. General Fusion is one of those small companies, and hopefully, very soon, somebody, someone, will crack that nut, and perhaps it will be General Fusion.
În concluzie, mulţi cred că fuziunea e de domeniul viitorului şi nu poate fi creată de noi, dar de fapt ne apropiem foarte mult. Suntem aproape acolo. Marile laboratoare au demonstrat că se poate, acum companiile mici ce se gândesc la proces afirmăcă se poate face, dar trebuie făcută rentabil. General Fusion e una din acele mici companii şi sperăm că cineva, foarte curând, o va face şi rentabilă, şi poate va fi General Fusion.
Thank you very much.
Mulţumesc mult.
(Applause)
(Aplauze)