السؤال الأساسي هو، " متى سنصل إلى الإنصهار؟" لقد مرّ وقت طويل منذ أن عرفنا عن الإنصهار. لقد عرفنا عن الإنصهار منذ عام 1920، عندما خمّن السير آرثر ستانلي والمدير العام للجمعية البريطانية لتقدم العلوم أن لهذا السبب تشرق الشمس.
The key question is, "When are we going to get fusion?" It's really been a long time since we've known about fusion. We've known about fusion since 1920, when Sir Arthur Stanley Eddington and the British Association for the Advancement of Science conjectured that that's why the sun shines.
لقد كنت دائم القلق حول الموارد. لا أعرف عنكم، لكن عندما أعطتني أمي الطعام كنت دائماً أميز الطعام الذي لا أحب من الطعام الذي أحب. وكنت آكل الذي لا أحب أولاً، لأن الطعام الذي تحب، تريد إبقائه. وكطفل تكون في حالة قلق دائم حول الموارد. وذات مرة قامت بالتوضيح لي مدى السرعة التي نستخدم بها موارد العالم، كنت أغضب جداً، غاضب مثلما كنت حينما أدركت أن الأرض ستفنى بعد خمسة مليارات سنة فقط قبل أن تبتلعها الشمس. أحداث كبيرة في حياتي، طفل غريب. (ضحك)
I've always been very worried about resource. I don't know about you, but when my mother gave me food, I always sorted the ones I disliked from the ones I liked. And I ate the disliked ones first, because the ones you like, you want to save. And as a child you're always worried about resource. And once it was sort of explained to me how fast we were using up the world's resources, I got very upset, about as upset as I did when I realized that the Earth will only last about five billion years before it's swallowed by the sun. Big events in my life, a strange child. (Laughter)
الطاقة، في هذه اللحظة، تهيمن عليها الموارد. البلدان التي تجني الكثير من الأموال بفعل الطاقة لديها شئ من تحتها. الثورة الصناعية التي قادها الفحم في هذه البلاد -- النفط، الغاز، آسف. (ضحك) الغاز، من المحتمل أنني الشخص الوحيد الذي يستمتع به عندما يوقف السيد بوتين صنبور الغاز، لأن ميزانيتي ترتفع.
Energy, at the moment, is dominated by resource. The countries that make a lot of money out of energy have something underneath them. Coal-powered industrial revolution in this country -- oil, gas, sorry. (Laughter) Gas, I'm probably the only person who really enjoys it when Mister Putin turns off the gas tap, because my budget goes up.
نحن حقاً مُهيمن علينا الآن بتلك الأشياء التي نستخدمها بصورة أسرع وأسرع وأسرع. وبينما نحاول إنتشال مليارات الناس من الفقر في العالم الثالث، في الدول النامية، نحن نستخدم الطاقة أسرع وأسرع. وتلك الموارد تذهب بلا عودة. والطريقة التي سننتج بها الطاقة في المستقبل ليست من الموارد، إنها حقاً من المعرفة. إذا نظرتم 50 سنة في المستقبل، فان الطريقة التي من المحتمل أن نصنع بها الطاقة على الأرجح أحد هذه الثلاثة، بالرياح، ببعض الأشياء الأخرى، لكن هذه ستكون قواعد تحميل الطاقة التي تقود.
We're really dominated now by those things that we're using up faster and faster and faster. And as we try to lift billions of people out of poverty in the Third World, in the developing world, we're using energy faster and faster. And those resources are going away. And the way we'll make energy in the future is not from resource, it's really from knowledge. If you look 50 years into the future, the way we probably will be making energy is probably one of these three, with some wind, with some other things, but these are going to be the base load energy drivers.
يمكن للطاقة الشمسية فعل ذلك، وبالتأكيد ينبغي علينا تطوير الطاقة الشمسية. لكن يلزمنا الكثير من المعرفة قبل أن نتمكن من إنتاج الطاقة الشمسية قاعدة تحميل الطاقة الرئيسية للعالم. الإنشطار. ستقوم حكومتنا بتنصيب ست محطات إنتاج طاقة نووية جديدة. سيقومون بوضع ست محطات إنتاج طاقة نووية ، وعلى الأرجح أكثر بعد ذلك. تبني الصين محطات إنتاج طاقة نووية. الجميع يفعل. لأنهم يعلمون أن ذلك أحد الطرق المضمونة لإنتاج طاقة لا تبعث الكربون.
Solar can do it, and we certainly have to develop solar. But we have a lot of knowledge to gain before we can make solar the base load energy supply for the world. Fission. Our government is going to put in six new nuclear power stations. They're going to put in six new nuclear power stations, and probably more after that. China is building nuclear power stations. Everybody is. Because they know that that is one sure way to do carbon-free energy.
لكن إذا أردتم معرفة ما هي أفضل مصدر للطاقة، فان أفضل مصدر للطاقة هو ذلك الذي لا يأخذ مساحة كبيرة، ولديه مصدر طاقة لا ينضب إفتراضياً، وآمن، ولا يبعث بأي كربون إلى الغلاف الجوي، ولا يخلّف أي مخلفات مشعة طويلة الأمد، إنه الإنصهار. لكن هناك مشكلة. وبالطبع فهناك دائماً مشكلة في هذه الحالات. الإنصهار صعب جداً لتحقيقه. لقد كنا نحاول طوال 50 سنة.
But if you wanted to know what the perfect energy source is, the perfect energy source is one that doesn't take up much space, has a virtually inexhaustible supply, is safe, doesn't put any carbon into the atmosphere, doesn't leave any long-lived radioactive waste: it's fusion. But there is a catch. Of course there is always a catch in these cases. Fusion is very hard to do. We've been trying for 50 years.
حسناً. ما هو الإنصهار؟ هنا تأتي الفيزياء النووية. وآسف على ذلك، لكن هذا ما يحركني. (ضحك) لقد كنت طفلاً غريباً. تأتي الطاقة النووية لسبب بسيط. أكثر نواة إستقراراً هي نواة الحديد، تماماً في منتصف الجدول الدوري. إنها نواة متوسطة الحجم. وستتجه نحو الحديد إذا كنت ترغب بالحصول على الطاقة. إذاً، اليورانيوم، الذي هو كبير جداً، يريد الإنشطار. لكن الجزيئات الصغيرة لتلتحم سوياً، النواة الصغيرة تريد الإلتحام سوياً لتكوين نواة أكبر لتتجه نحو الحديد.
Okay. What is fusion? Here comes the nuclear physics. And sorry about that, but this is what turns me on. (Laughter) I was a strange child. Nuclear energy comes for a simple reason. The most stable nucleus is iron, right in the middle of the periodic table. It's a medium-sized nucleus. And you want to go towards iron if you want to get energy. So, uranium, which is very big, wants to split. But small atoms want to join together, small nuclei want to join together to make bigger ones to go towards iron.
ويمكنك الحصول على الطاقة بهذه الطريقة. وبالطبع ذلك بالضبط ما تفعله النجوم. في وسط النجوم يتجمع الهيدروجين سوياً ليصنع الهيليوم ثم يتجمع الهيليوم سوياً ليصنع الكربون، ليصنع الأوكسجين، كل هذه الأشياء التي نتكون منها تُصنع بين النجوم. لكنها عملية صعبة لتتم لأنه كما تعلمون، منطقة ما بين النجوم ساخنة جداً، تقريباً بحسب التعريف. وهناك رد فعل واحد وهو على الأرجح أسهل ردود فعل الإنصهار لنفعله. إنه بين أثنين من نظائر الهيدروجين، نوعين من الهيدروجين، الديوتيريوم ، وهو الهيدروجين الثقيل، الذي يمكن الحصول عليه من ماء البحر، و التريتيوم والذي هو هيدروجين فائق الثقلة.
And you can get energy out this way. And indeed that's exactly what stars do. In the middle of stars, you're joining hydrogen together to make helium and then helium together to make carbon, to make oxygen, all the things that you're made of are made in the middle of stars. But it's a hard process to do because, as you know, the middle of a star is quite hot, almost by definition. And there is one reaction that's probably the easiest fusion reaction to do. It's between two isotopes of hydrogen, two kinds of hydrogen: deuterium, which is heavy hydrogen, which you can get from seawater, and tritium which is super-heavy hydrogen.
هذان النوعان للنواة، حينما يكونان بعيدين عن بعضهما، يتم شحنهم. وحينما تدفعهم لبعضهم البعض، ويقومان بالصد. لكن حينما تقربهما لبعض بقرب كافي، يبدأ شئ يسمى بالقوة الخارقة في العمل ويسحبهما سوياً. إذاً، فمعظم الوقت يقومان بالصد. حينما تقربهما أكثر وأكثر وأكثر عندها في نقطة معينة تقوم القوة الخارقة بسحبهم سوياً. لوهلة يصبحان الهيليوم 5، لأن لديهم خمس جسيمات داخلهم.
These two nuclei, when they're far apart, are charged. And you push them together and they repel. But when you get them close enough, something called the strong force starts to act and pulls them together. So, most of the time they repel. You get them closer and closer and closer and then at some point the strong force grips them together. For a moment they become helium 5, because they've got five particles inside them.
لذا، تلك العملية التي تحدث هناك. يتجمع الديوتريوم والتريتيوم سويةً ويصنعان الهيليوم 5. ينشطر الهيليوم، ويخرج النيترون وتنتج طاقة هائلة. إذا أستطعت الوصول لدرجة حرارة مئوية تبلغ حوالي 150 مليون ، ستصبح الأمور صاخبة بصورة سريعة بحيث حينما يصطدمان كل مرة في السياق الصحيح، سيحدث هذا، وستنتج طاقة. وتلك الطاقة هي قوى الإنصهار. وهذا هو التفاعل الذي نريد عمله.
So, that's that process there. Deuterium and tritium goes together makes helium 5. Helium splits out, and a neutron comes out and lots of energy comes out. If you can get something to about 150 million degrees, things will be rattling around so fast that every time they collide in just the right configuration, this will happen, and it will release energy. And that energy is what powers fusion. And it's this reaction that we want to do.
هناك خدعة واحدة حول التفاعل هذا. حسناً، هناك خدعة أنه ينبغي عليك الوصول لدرجة حرارة 150 مليون درجة، لكن هناك خدعة حول التفاعل حتى الآن. إنها ساخنة جداً. الخدعة حول التفاعل هي أن التريتيوم غير موجود في الطبيعة. ينبغي أن تصنعه من شئ آخر. وتصنعه من الليثيوم. ذلك التفاعل في الأسفل، ذلك هو الليثيوم 6، إضافة إلى النيوترون، سينتج المزيد من الهيليوم، إضافة إلى التريتيوم. وتلك هي طريقة صنع التريتيوم. لكن بكل أسف، إن أستطعت فعل تفاعل الإنصهار هذا، ينبغي الحصول على النيوترون، حتى تتمكن من تحقيق ذلك.
There is one trickiness about this reaction. Well, there is a trickiness that you have to make it 150 million degrees, but there is a trickiness about the reaction yet. It's pretty hot. The trickiness about the reaction is that tritium doesn't exist in nature. You have to make it from something else. And you make if from lithium. That reaction at the bottom, that's lithium 6, plus a neutron, will give you more helium, plus tritium. And that's the way you make your tritium. But fortunately, if you can do this fusion reaction, you've got a neutron, so you can make that happen.
الآن، لماذا سنزعج أنفسنا بعناء فعل هذا؟ لهذا السبب في الأساس ينبغي أن نزعج أنفسنا بعناء فعلها. إذا أستطعت فعل إسقاط بياني لكم الوقود الكبير المتبقي لنا، بوحدات لإستهلاك العالم حالياً. وحينما تمر عبر تلك التي ترونها بعد عشرات السنوات القريبة للنفط -- الخط الأزرق، بالمناسبة، هو أقل تقدير للموارد الموجودة. والخط الأصفر هي أكثر التقديرات تفاؤلاً.
Now, why the hell would we bother to do this? This is basically why we would bother to do it. If you just plot how much fuel we've got left, in units of present world consumption. And as you go across there you see a few tens of years of oil -- the blue line, by the way, is the lowest estimate of existing resources. And the yellow line is the most optimistic estimate.
وبينما تقوم بالمرور هناك سترى أنه تبقت لنا سنوات قليلة، وربما 100 عاماً من الوقود الإحفوري المتبقي. والله يعلم أننا لا نريد حقاً إحراقه كله. لأنه سيبعث كميات ماهولة من الكربون في الهواء. ثم نذهب إلى اليورانيوم. ومع تكنلوجيا المفاعلات الحالية فليس لدينا الكثير من اليورانيوم. وسيتوجب علينا إستخلاص اليورانيوم من ماء البحر، الذي هو الخط الأصفر، لصنع محطات توليد الطاقة النووية التقليدية التي تفعل الكثير لنا في الواقع. هذا مثير للهلع قليلاً، لأن حكومتنا حقيقةً تعتمد علينا لنواكب بروتوكول كيوتو، وأن نفعل كل هذه الأشياء.
And as you go across there you will see that we've got a few tens of years, and perhaps 100 years of fossil fuels left. And god knows we don't really want to burn all of it, because it will make an awful lot of carbon in the air. And then we get to uranium. And with current reactor technology we really don't have very much uranium. And we will have to extract uranium from sea water, which is the yellow line, to make conventional nuclear power stations actually do very much for us. This is a bit shocking, because in fact our government is relying on that for us to meet Kyoto, and do all those kind of things.
للمضي قدماً سنحتاج لتكنلوجيا أحدث. والتكنلوجيا الأحدث تتكاثر بسرعة. وذلك بالغ الخطورة. الشئ الضخم، على اليمين، هو الليثيوم الموجود في العالم. والليثيوم في ماء البحر. ذلك الخط الأصفر. ولدينا ما يساوي ثلاثين مليون سنة من وقود الإنصهار في ماء البحر. يمكن للجميع الحصول عليه. لهذا نريد عمل الإنصهار. هل الإنصهار منافس في السعر؟ نحن نقوم بتقديرات لما نعتقد انها التكلفة لإقامة منشأة توليد طاقة إنصهار. ونصل لحوالي نفس السعر كتكلفة الكهرباء حالياً.
To go any further you would have to have breeder technology. And breeder technology is fast breeders. And that's pretty dangerous. The big thing, on the right, is the lithium we have in the world. And lithium is in sea water. That's the yellow line. And we have 30 million years worth of fusion fuel in sea water. Everybody can get it. That's why we want to do fusion. Is it cost-competitive? We make estimates of what we think it would cost to actually make a fusion power plant. And we get within about the same price as current electricity.
لذا، كيف سنصنعه؟ ينبغي أن نصل بشئ لدرجة حرارة 150 مليون درجة مئوية. وفي الحقيقة، لقد قمنا بذلك. نقوم بها عبر المجال المغناطيسي. وداخله، تماماً في منتصف هذا الشكل الحلقي، الشكل الدائري المجوف، تماماً في المنتصف 150 مليون درجة مئوية. إنها تغلي في المنتصف حتى 150 مليون درجة مئوية. وفي الواقع بمستطاعنا تحقيق الإنصهار. وفي الطريق، هذه النفاثة. إنها الآلة الوحيدة في العالم التي تقوم بالإنصهار فعلاً.
So, how would we make it? We have to hold something at 150 million degrees. And, in fact, we've done this. We hold it with a magnetic field. And inside it, right in the middle of this toroidal shape, doughnut shape, right in the middle is 150 million degrees. It boils away in the middle at 150 million degrees. And in fact we can make fusion happen. And just down the road, this is JET. It's the only machine in the world that's actually done fusion.
حينما يقول الناس أن الإنصهار على بُعد 30 سنة، ودائماً سيكون هكذا، أقول، " نعم، لكننا فعلناه بالفعل." صحيح؟ يمكننا عمل الإنصهار. في مركز هذه الآلة قمنا بانتاج 16 ميغاواط من طاقة الإنصهار عام 1997. وفي عام 2013 سنقوم بإشعالها مجدداً ونحطم تلك الأرقام. لكن ذلك في الواقع ليست طاقة إنصهار. ذلك يمكن فقط من حدوث بعض الإنصهار. وينبغي علينا أخذ ذلك، وينبغي علينا تحويل ذلك إلى مفاعل إنصهار. لأننا نحتاج لما يساوي 30 مليون سنة من طاقة الإنصهار للأرض. هذه هي الآلة التي نقوم ببناءها الآن.
When people say fusion is 30 years away, and always will be, I say, "Yeah, but we've actually done it." Right? We can do fusion. In the center of this device we made 16 megawatts of fusion power in 1997. And in 2013 we're going to fire it up again and break all those records. But that's not really fusion power. That's just making some fusion happen. We've got to take that, we've got to make that into a fusion reactor. Because we want 30 million years worth of fusion power for the Earth. This is the device we're building now.
وهذا البحث مكلف جداً. وقد وضح أنه لا يمكنك عمل الإنصهار على قمة الطاولة رغماً عن أن كل ذلك الهراء عن الإنصهار البارد. حسناً؟ لا يمكنك. ينبغي عليك فعله في آلة ضخمة جداً. أكثر من نصف سكان العالم يشاركون في بناء هذه الآلة في جنوب فرنسا. التي هي مكان جميل لإجراء التجربة. تشارك سبع دول في بناء هذا. سيكلفنا 10 مليارات دولار. وسننتج نصف غيغاواط من طاقة الإنصهار. لكن ذلك ليست كهرباء بعد. ينبغي علينا الوصول لهذا. ينبغي علينا إقامة منشأة طاقة. ينبغي علينا بدء وضع الكهرباء على شبكة في هذه التكنلوجيا المعقدة جداً. وأريد حقاً أن يحدث ذلك بوتيرة أسرع مما هي عليه. لكن في هذه اللحظة يمكننا تخيل أن هذا سيحدث في أعوام 2030.
It gets very expensive to do this research. It turns out you can't do fusion on a table top despite all that cold fusion nonsense. Right? You can't. You have to do it in a very big device. More than half the world's population is involved in building this device in southern France, which is a nice place to put an experiment. Seven nations are involved in building this. It's going to cost us 10 billion. And we'll produce half a gigawatt of fusion power. But that's not electricity yet. We have to get to this. We have to get to a power plant. We have to start putting electricity on the grid in this very complex technology. And I'd really like it to happen a lot faster than it is. But at the moment, all we can imagine is sometime in the 2030s.
كنت أتمنى أن هذا مختلف. فنحن في أمس الحاجة إليه الآن. سنواجه مشكلة مع الطاقة في الخمس سنوات القادمة في هذا البلد. لذا فالعام 2030 يبدو ك مالانهاية في البُعد. لكن لا يمكننا التخلي عنه الآن. ينبغي أنه ندفعه قدماً، وأن نحقق حدوث الإنصهار. كنت أتمنى لو أن لدينا المزيد من المال، والموارد. لكن هذا ما نهدف له، في وقت ما في أعوام 2030-- طاقة كهربائية حقيقية من الإنصهار. شكراً جزيلاً لكم. (تصفيق)
I wish this were different. We really need it now. We're going to have a problem with power in the next five years in this country. So 2030 looks like an infinity away. But we can't abandon it now; we have to push forward, get fusion to happen. I wish we had more money, I wish we had more resources. But this is what we're aiming at, sometime in the 2030s -- real electric power from fusion. Thank you very much. (Applause)