Klíčová otázka zní: „Kdy se dostaneme k fúzi?“ Je to už řada let, kdy jsme ji objevili. Fúze je nám známá od roku 1920, kdy se Sir Arthur Stanley Eddington a Britská asociace pro pokrok ve vědě domnívali, že to je důvod, proč slunce svítí.
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.
Vždy jsem se velice staral o zdroje. Nevím jak vy, ale když mi moje matka dala jídlo, tak jsem oddělil ta, co nemám rád od těch, která mám rád. A nejdříve jsem snědl ta méně oblíbená, protože ta oblíbená si chcete šetřit. A jako dítě se vždy staráte o zdroje. Jednou mi bylo jaksi vysvětleno, jak rychle spotřebováváme světové zdroje. Byl jsem velice smutný, asi tak smutný, jako když jsem si uvědomil, že Země bude existovat pouze okolo 5 miliard let, než bude pohlcena Sluncem. Zásadní události mého života, zvláštního dítěte. (Smích)
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)
Energie je v současnosti určována zdroji. Pod státy, které získávají spousty peněz z energie, se něco skrývá. Uhlí pohánějící průmyslovou revoluci v této zemi, ropa, plyn… promiňte. (Smích) Plyn… Jsem pravděpodobně jediná osoba, která se opravdu raduje, když pan Putin vypne plynové kohoutky, protože se mi navýší rozpočet.
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.
Jsme ovládáni právě těmi zdroji, které užíváme stále rychleji, rychleji a rychleji. A jak se snažíme miliardy lidí dostat z chudoby, žijících v zemích třetího světa, v rozvojových zemích, spotřebováváme rychleji a rychleji energii, a zdroje nám postupně mizí. A způsob, jakým budeme energii vyrábět v budoucnosti, není ve zdrojích, ale ve znalostech. Když se podíváme 50 let do budoucnosti, energii budeme pravděpodobně získávat jedním ze tří způsobů. Pomocí větru a dalších zdrojů, které ale budou základem energetických jednotek.
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.
Může to být sluneční energie a určitě ji musíme rozvíjet. Musíme získat spousty vědomostí předtím, než budeme využívat sluneční energii, základní zásobník energie pro svět. Štěpení. Naše vláda se chystá zprovoznit 6 nových jaderných elektráren. Chystají se postavit 6 nových jaderných elektráren a pravděpodobně budou další následovat. Čína staví atomové elektrárny. Každý to dělá. Protože vědí, že je to jedna z jistých cest k vytváření bezzplodinové energie.
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.
Ale pokud chcete vědět, jaký energetický zdroj je dokonalý, tak pak je to takový zdroj, který nezabírá příliš místa, má prakticky nevyčerpatelnou zásobu, je bezpečný, neznečišťuje atmosféru oxidy uhlíku, nezanechává žádný dlouho se rozpadající radioaktivní odpad: je to fúze. Ale je tu háček. Jak to ostatně u těchto případů bývá. Fúze se velice těžce provádí. Snažili jsme se po dobu 50 let.
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.
Dobrá. Co je to fúze? Zde přichází jaderná fyzika. Za to se omlouvám, ale je to něco, co ve mně vzbuzuje zájem. (Smích) Byl jsem podivné dítě. Jaderná energie přichází z prostého důvodu. Železo je prvek s nejstabilnějším jádrem, přesně uprostřed periodické tabulky. Je to jádro středních rozměrů. A musíte jít cestou k železu, pokud chcete získat energii. Takže uran, který je velmi velký, se chce rozdělit. Ale malé atomy se chtějí spojit dohromady, malá jádra se slučují, aby vytvořila větší směrem k železu.
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.
Takto můžete získávat energii. A vskutku, to je přesně to, co dělají hvězdy. Uprostřed hvězd se atomy vodíku slučují, aby vytvořily hélium, a hélium se slučuje v uhlík, aby mohl vytvořit kyslík, a všechny prvky, ze kterých jste složeni, jsou vytvořeny v centru hvězd. Ale je to velice složitý proces, protože jak určitě víte, v centru hvězd je celkem teplo, jak je zvykem. Existuje jedna reakce, která je pravděpodobně fúzní reakcí nejjednodušší k provedení. Mezi dvěma izotopy vodíku, dvěma druhy vodíku: deuterium, což je tzv. těžká voda, kterou můžete dostat z mořské vody, a tritium, což je super těžký vodík.
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.
Tato dvě jádra, když jsou daleko od sebe, nesou elektrický náboj. A vy je stlačíte dohromady a ona se odpudí. Ale když je dostanete dostatečně blízko, začne vznikat silná jaderná síla, která je přitahuje k sobě. Většinou se odpudí. Můžete je přibližovat a přibližovat až do okamžiku, kdy je silná jaderná síla stiskne dohromady. V tom momentě se z nich stává hélium 5, protože mají uvnitř 5 částic.
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.
Takže toto je ten proces. Deuterium a tritium se sloučí, a vytvoří helium 5. Helium se rozdělí, unikne z něj neutron, a s ním i spousta energie. Když dosáhnete okolo 150 miliónů stupňů, částice budou svištět tak rychle, že pokaždé, když se srazí ve správném nastavení, uvolní energii. Takto vzniklá energie pohání fúzi. Přesně takové reakce chceme docílit.
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.
Je v tom ale jeden háček -- musíte dosáhnout teploty 150 miliónů stupňů, ale to není vše. To je pořádný žár. Tato reakce je obtížná, protože tritium se v přírodě nevyskytuje. Musíte jej vytvořit z něčeho jiného. A vytvoříte ho z lithia. Ta reakce dole, to je lithium 6 plus neutron, vytvoří více hélia, plus tritium. Tímto způsobem vytvoříte tritium. Ale naštěstí, pokud jste schopni vyvolat tuto fúzní reakci, máte neutron, takže to můžete uskutečnit.
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.
K čertu, proč bychom se měli s tímto obtěžovat? Základní důvod dostaneme, když znázorníme, kolik paliva nám stále zbývá v jednotkách současné světové spotřeby. Vidíme, že nám zbývá několik desítek let ropy -- modrý sloupec je mimochodem nejnižší odhad existujících zdrojů. A žlutý sloupec je nejoptimističtější odhad.
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.
A když si to tak procházíte, vidíte, že nám zbývá pár desítek let, možná 100 let, fosilních paliv. A bůh ví, že my opravdu nechceme spálit všechnu ropu, protože by to uvolnilo příšerné množství uhlíku do ovzduší. A dále tu máme uran. Se současnou reaktorovou technologií nám uranu opravdu moc nezbývá. Budeme muset těžit uran z mořské vody, což je žlutý sloupec, k vytvoření konvenčních nukleárních elektráren, které pro nás nyní mnoho vyrábějí. Je to trochu šokující, protože popravdě naše vláda se snaží, abychom splnili Kjótský protokol, a další úmluvy.
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.
Chceme-li jít dále, budeme muset mít množivý reaktor. Množivé reaktory mají množivý charakter, což je dost nebezpečné. Ta velká věc napravo, to je světová zásoba lithia. Žlutý sloupec představuje lithium v mořské vodě. V mořské vodě se skrývá 30 miliónů let fúzní reakce. Každému to dochází. To je proč chceme fúzi. Je to nákladově konkurenceschopné? Vytvořili jsme odhad nákladů na postavení fúzní elektrárny. Dostaneme přibližně stejnou cenu, jako za současnou elektřinu.
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.
Takže jak dosáhneme fúze? Musíme dosáhnout teploty 150 miliónů stupňů. Ve skutečnosti jsme jí již dosáhli, za využití magnetického pole. Přesně uprostřed tohoto toroidního, koblihového tvaru, je teplota 150 miliónů stupňů. je teplota 150 miliónů stupňů. A popravdě můžeme uskutečnit fúzi. Tady máme JET. Je to jediný přístroj na světě, který doopravdy uskutečnil fúzi.
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.
Když lidé říkají, že fúze je vzdálená 30 let a vždy bude, já říkám: „Ano, ale nám se to přece již povedlo." Můžeme provádět fúzi. Uprostřed tohoto zařízení jsme vyrobili 16 megawattů fúzní energie v roce 1997. A v roce 2013 to zopakujeme a pokoříme tyto rekordy. Nevyrobili jsme ale fúzní energii. Jen jsme uskutečnili fúzi. Musíme vzít vše, co máme a vložit to do tohoto fúzního reaktoru. Protože chceme 30 miliónů let fúzní energie pro Zemi. Právě stavíme toto zařízení.
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.
Tento výzkum je velmi nákladný. Ukazuje se, že nemůžete dělat fúzi na stole navzdory veškerým těm nesmyslům okolo studené fúze. Nebo ano? Nemůžete. Musíte na to mít velké zařízení. Více než polovina světové populace se podílí na výstavbě tohoto zařízení v jižní Francii, což je pěkné místo pro experiment. Sedm národů je zapojeno do jeho výstavby. Bude nás to stát okolo 10 miliard. A vyprodukujeme půl gigawattu fúzní energie. Ale to ještě stále není elektřina. Musíme se dostat k tomuto. Musíme se dostat k elektrárnám. Musíme zpřístupnit energii vyrobenou pomocí této pokrokové technologie. Opravdu si přeji, aby se to stalo co nejdřív. V současnosti je to v horizontu roku 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.
Přeji si, aby to bylo dřív. Opravdu to potřebujeme již nyní. V naší zemi budeme mít v budoucích pěti letech velké problémy s energií. Takže 2030 se zdá jako nekonečně daleko. Ale nesmíme teď zastavit; musíme se posunout kupředu, uskutečnit fúzi. Přál bych si, abychom měli více peněz, přál bych si, abychom měli více zdrojů. K tomu ale směřujeme, někdy kolem roku 2030 -- k opravdové elektrické energii z fúze. Děkuji vám. (Potlesk)
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)