Die zentrale Frage ist: "Wann bekommen wir die Kernfusion?" Wir kennen die Fusion nämlich schon sehr lang. Schon seit 1920, als Sir Arhur Eddington und die britische Gesellschaft für Wissenschaftsförderung vermutete, dass deswegen die Sonne scheint.
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.
Ich habe mich schon immer um unsere Ressourcen gesorgt. Ich weiß nicht, wie es bei Ihnen war, aber wenn meine Mutter mir Essen gab, trennte ich das, was ich nicht mochte, immer von dem, was ich mochte. Und was ich nicht mochte, aß ich zuerst, denn was man mag, will man bewahren. Als Kind macht man sich immer Sorgen um Ressourcen. Seitdem mir erklärt wurde, wie schnell wir die Vorräte der Welt aufbrauchen, war ich sehr bestürzt, fast so wie als mir klar wurde, dass die Erde nur etwa fünf Milliarden Jahre bestehen wird, ehe sie von der Sonne verschluckt wird. Große Ergeignisse in meinem Leben, ein seltsames Kind. (Lachen)
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 wird zur Zeit von Vorkommen beherrscht. Die Länder, die eine Menge Geld mit Energie verdienen, haben Bodenschätze. Industrielle Revolution durch Kohle bei uns - Öl, Gas, Fehlanzeige. (Lachen) Gas, ich bin wohl der einzige Mensch, den es wirklich freut, wenn Herr Putin den Gashahn zudreht, denn ich erhalte dann ein größeres Budget.
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.
Wir werden heute wirklich beherrscht von diesen Dingen, die wir immer schneller aufbrauchen. Und während wir versuchen, Milliarden Menschen aus der Armut zu befördern, in der dritten Welt, in den Entwicklungsländern, wächst unser Energiehunger mehr und mehr. Aber diese Ressourcen verschwinden. Und in Zukunft werden wie Energie nicht aus Ressourcen gewinnen, sondern aus Wissen. Wenn man 50 Jahre nach vorn in die Zukunft blickt, wird die Art der Energiegewinnung wahrscheinlich eine der folgenden drei sein: mit etwas Wind, mit einigen anderen Dingen, aber diese werden die Grundlast-Energie erbringen.
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.
Solarenergie kann es schaffen, und darin müssen wir sicherlich vorankommen. Aber wir müssen noch viel lernen, ehe wir aus Solarenergie den Grundlast-Energiebedarf decken können. Kernspaltung. Unsere Regierung errichtet gerade sechs neue Kernkraftwerke. Sie bauen sechs neue Kernkraftwerke und danach wahrscheinlich weitere. China baut Kernkraftwerke. Alle machen das. Weil sie wissen, dass dies ein einfacher Weg zu Energie ohne Treibhausgase ist.
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.
Aber wollen Sie wissen, was die perfekte Energiequelle ist: Die perfekte Energiequelle ist eine, die nicht viel Raum braucht, praktisch unerschöpflich ist, sicher ist, kein Treibhausgas in die Atmosphäre freisetzt, und keinen dauerhaft radioaktiven Müll hinterlässt: Fusion. Die Sache hat aber einen Haken, wie immer bei diesen Dingen. Fusion ist sehr schwierig zu bewerkstelligen. Wir versuchen es seit 50 jahren.
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.
Also, was ist Fusion? Hier etwas Kernphysik: Sie müssen entschuldigen, aber das ist es, was mich anmacht. (Lachen) Ich war eben schon immer ein seltsames Kind. Kernenergie entsteht aus einem einfachen Grund. Der stabilste Kern ist Eisen, genau in der Mitte des Periodensystems. Es ist ein Kern mittlerer Größe. Und man will zu Eisen gelangen, wenn man Energie will. Uran, das sehr schwer ist, will sich spalten. Aber kleine Atome wollen verschmelzen, kleine Kerne wollen verschmelzen, um größere in Richtung Eisen zu bilden.
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.
So erhält man Energie. Und tatsächlich machen Sterne genau dasselbe. Im Zentrum von Sternen verschmilzt Wasserstoff zu Helium, und dann Helium zu Kohlenstoff, um daraus Sauerstoff zu machen. All das, woraus wir bestehen, ensteht im Zentrum von Sonnen. Aber es ein anstrengender Vorgang, denn bekanntlich ist es im Zentrum der Sterne ziemlich heiß, fast von Haus aus. Es gibt aber eine Reaktion, die wahrscheinlich leichter als alle anderen Fusionsreaktionen zustandekommt: die zwischen zwei Wasserstoff-Isotopen, zweier Arten des Wasserstoffs, Deuterium, also schwerer Wasserstoff, dem man aus Meerwasser gewinnen kann, und Tritium, also superschwerer Wasserstoff.
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.
Diese beiden Kerne sind geladen, wenn sie weit voneinander entfernt sind. Wenn man sie zusammendrückt, stoßen sie einander ab. Wenn man sie aber dicht genug zusammenbringt, wirkt etwas, das man starke Kernkraft nennt, und zieht sie zusammen. Meistens also stoßen sie einander ab. Man bringt sie einander näher und näher, und irgendwann reißt die starke Kernkraft sie zusammen. Für einen Augenblick werden sie Helium 5, denn sie bestehen aus 5 Teilchen.
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.
Das also ist ungefähr der Vorgang, Deuterium und Tritium verschmelzen zu Helium 5. Das Helium trennt sich ab, und ein Neutron wird frei und setzt eine Menge Energie frei. Wenn man etwas auf etwa 150 Millionen Grad erhitzen kann, scheppern die Dinge so schnell umher, das jedesmal wenn sie in gerade der richtigen Konfiguration zusammenprallen, genau dies passiert und Energie freisetzt. Und diese Energie ist es, die die Fusion befeuert. Und es ist diese Reaktion, die wir haben wollen.
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.
Es gibt eine Kniffligkeit bei dieser Reaktion, außer der, dass man 150 Millionen Grad braucht, denn auch die Reaktion selbst ist verzwickt. Sie ist sehr heiß. Die Verzwicktheit der Reaktion ist die, dass Tritium in der Natur nicht vorkommt. Man muss es aus etwas anderem herstellen. Und man macht das mit Lithium. Die Reaktion dort unten, das ist Lithium 6, plus ein Neutron, erzeugt weiteres Helium, plus Tritium. Und so macht man Tritium. Zum Glück erhält man ein Neutron, wenn man diese Fusionsreaktion hinbekommt, und kann loslegen.
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.
Nun, warum in aller Welt ist uns das so wichtig? Hier sehen Sie im Grunde warum: Wenn man die verbleibenden Treibstoffvorräte in Einheiten des gegenwärtigen Weltverbrauchs aufzeichnet, sieht man hier drüben, dass wir Öl nur noch für einige Jahrzehnte - nebenbei: die blaue Linie ist die niedrigste Schätzung bestehender Vorräte, die gelbe Linie ist die optimistischste Schätzung -
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.
sieht man also hier drüben, dass uns nur noch einige Jahrzehnte bleiben, vielleicht 100 Jahre, bis unsere fossilen Brennstoffe erschöpft sind. Und weißgott, wir wollen wirklich nicht den letzten Rest verfeuern. Denn das setzt eine ungeheure Menge Treibhasugase frei. Und dann kommen wir zum Uran. Und bei der derzeitigen Reaktortechnik haben wir wirklich nicht viel Uran. Dann müssen wir Uran aus dem Meerwasser gewinnen, wie die gelbe Linie zeigt, damit herkömmliche Kernkraftwerke uns wirklich etwas nützen. Das ist schon etwas schockierend, denn unsere Regierung vertraut ja darauf, dass wir das Kyoto-Protokoll erfüllen und alles Notwendige dafür tun.
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.
Für mehr bräuchten wir die Brütertechnologie, und das bedeutet schnelle Brüter, was ziemlich gefährlich ist. Das große Ding hier rechts ist unser Lithiumvorrat. Lithium ist im Meerwasser - die gelbe Linie. Im Meer befindet sich Fusionstreibstoff für 30 Millionen Jahre. Jeder kommt da dran. Deshalb wollen wir die Kernfusion. Ist sie wirtschaftlich wettbewerbsfähig? Wir schätzen die Kosten für den Bau eines Fusionskraftwerks etwa so hoch ein wie bei herkömmlichen Kraftwerken.
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.
Wie würden wir es also machen? Wir müssen etwas auf 150 Millionen Grad halten, und das ist uns tatsächlich schon gelungen. Wir halten es mit einem Magnetfeld. In dessen Innerem, genau in der Mitte dieses Rings, der Donutform, genau in der Mitte sind 150 Millionen Grad. Es kocht dort vor sich hin bei 150 Millionen Grad. Wir können also tatsächlich eine Fusion erzeugen. Und nur die Straße runter, sehen Sie JET, die einzige Maschine der Welt, in der wirklich Fusion stattfand.
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.
Wenn einige behaupten, wir seien 30 Jahre von Fusion entfernt, und blieben es auch, dann sage ich: "Jaja, aber wir haben sie schon gemacht." Verstehen Sie? Wir können Fusion schaffen. Im Zentrum dieses Geräts schafften wir 1997 sechzehn Megawatt Fusionskraft. Und 2013 schießen wir nochmal nach und brechen all diese Rekorde. Das ist aber keine praktische Anwendung, sondern nur eine Machbarkeitsstudie. Wir müssen das noch in einem Fusionsreaktor weiterentwickeln. Denn wir wollen für die Erde Fusionsenergie für 30 Millionen Jahre. Diese Anlage bauen wir gerade,
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.
diese Forschung verschlingt eine Menge Geld. Letztendlich kann man Fusion nicht auf dem Küchentisch machen, trotz all des Quatschs von kalter Fusion, oder? Nein. Man muss es in einer sehr großen Anlage machen. Mehr als die Hälte der Weltbevölkerung ist am Bau dieser Anlage in Südfrankreich beteiligt. Ein schöner Ort für ein Experiment. Sieben Länder sind am Bau beteiligt. Das wird uns 10 Milliarden kosten, und wir werden ein halbes Gigawatt Fusionsenergie erzeugen. Aber Strom ist das noch nicht. Da müssen wir hinkommen. Wir müssen es zu einem Kraftwerk machen. Wir müssen beginnen, Strom ins Netz einzuspeisen, in dieser sehr komplexen Technologie. Und mir wäre lieb, es ginge sehr viel schneller voran. Derzeit können wir uns jedoch nicht vorstellen, vor 2030 soweit zu sein.
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.
Ich wünschte, es wäre anders, denn wir brauchen es wirklich sofort. Wir werden in diesem Land in den nächsten fünf Jahren ein Energieproblem bekommen. Also scheint 2030 eine Ewigkeit weg. Wir können aber jetzt nicht nachlassen, wir müssen die Sache vorantreiben und Fusion möglich machen. Ich wünschte, wir hätten das Geld und größere Ressourcen. Aber da wollen wir hin, irgendwann im 2030ern - richtige elektrische Energie aus Fusion. Vielen Dank. (Applaus)
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)