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.
Avainkysymys on: "Milloin fuusio tulee käyttöömme?" Olemme tienneet fuusiosta jo pitkään. Jo 1920, kun Sir Arthur Stanley Eddington ja British Association for the Advancement of Science otaksuivat, että se on syy auringon valaisuvoimaan.
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)
Olen aina ollut huolissani resursseista. En tiedä teistä, mutta kun äitini antoi minulle ruokaa, erotin ruoan osiin, joista en pitänyt, ja niihin, joista pidin. Söin ensin inhokit, koska halusin säilyttää ne, joista pidin. Lapsena on aina huolissaan resursseista. Kerran minulle selitettiin, miten nopeasti käytämme maapallon luonnonvaroja. Järkytyin suuresti, suunnilleen yhtä paljon kuin silloin, kun tajusin, että aurinko nielee maapallon noin viiden miljardin vuoden päästä. Isoja tapahtumia elämässäni, outo lapsi. (Naurua)
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.
Energia on tällä hetkellä luonnonvarojen varassa. Mailla, jotka tahkoavat rahaa energialla, on jotain maan alla. Hiileen perustuva teollinen vallankumous tässä maassa -- öljy, maakaasu, anteeksi. (Naurua) Maakaasu, olen varmaan ainoa ihminen, joka on iloinen, kun herra Putin kääntää kiinni kaasuhanat, koska budjettini kasvaa.
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.
Meitä ohjailee tällä hetkellä kaikki nuo luonnonvarat, joita käytämme loppuun yhä nopeammin. Kun yritämme nostaa miljardeja ihmisiä köyhyydestä kolmannessa maailmassa, kehitysmaissa, käytämme energiaa yhä nopeammin. Ja nuo luonnonvarat katoavat. Tulevaisuudessa tulemme tekemään energiaa, emme luonnonvaroista, vaan tiedosta. Jos katsotaan 50 vuotta tulevaisuuteen, tulemme todennäköisesti tuottamaan energiaa jollain näistä kolmesta tavasta, tuulella, tai muilla tavoin, mutta nämä tulevat olemaan perusenergian tuottotavat.
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.
Aurinkovoimalla se onnistuu, ja meidän tulee todella kehittää aurinkovoimaa. Mutta meidän tulee oppia paljon ennen kuin voimme tehdä aurinkovoimasta perusenergian lähteen koko maailmalle. Fissio. Hallituksemme aikoo rakentaa kuusi uutta ydinvoimalaa. Kuusi uutta ydinvoimalaa, ja luultavasti lisää sen jälkeen. Kiina rakentaa ydinvoimaloita. Kaikki rakentavat. Koska he tietävät, että se on yksi varma tapa tuottaa energiaa ilman hiilidioksidipäästöjä.
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.
Mutta jos haluatte tietää, mikä on täydellinen energian lähde, täydellinen energian lähde on sellainen, joka ei vie paljon tilaa, jonka raaka-aine ei lopu käytännössä koskaan, joka on turvallista, ei tuota hiilidioksidipäästöjä, ei jätä jälkeensä pitkäikäistä radioaktiivista jätettä: se on fuusio. Mutta kuten aina, siinä on koukku. Fuusio on hyvin vaikea saada aikaan. Olemme yrittäneet sitä 50 vuotta.
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.
Mitä on fuusio? Tässä tulee ydinfysiikkaa. Anteeksi, mutta tämä saa minut kiihottumaan. (Naurua) Olin outo lapsi. Ydinenergian syntymiselle on yksinkertainen syy. Kaikista stabiilein ydin on raudalla, keskellä jaksollista järjestelmää. Se on keskikokoinen ydin. Energiaa saadakseen on liikuttava rautaa kohti. Joten uraani, joka on todella iso, haluaa haljeta. Mutta pienet atomit haluavat liittyä yhteen, ne haluavat liittyä muodostamaan isompia ytimiä kohti rautaa.
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.
Ja sillä tavoin saadaan ulos energiaa. Niin käy tähdissä. Tähtien keskellä vety yhtyy muodostaakseen heliumia, ja helium yhtyy hiileksi, hapeksi, kaikki alkuaineet, joista meidät on tehty, ovat syntyneet tähdissä. Mutta se on hankalaa, koska kuten tiedätte, tähdet ovat melko kuumia, suorastaan määritelmän mukaan. On yksi reaktio, joka on ehkä helpoin fuusioreaktio tuottaa. Se tapahtuu kahdella vedyn isotoopilla: deuterium, raskas vety, jota saa merivedestä, ja tritium, joka on superraskas vety.
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.
Nämä kaksi ydintä, ollessaan kaukana toisistaan, ovat sähköisesti varattuja. Jos niitä työntää toisiaan kohti, ne hylkivät toisiaan. Mutta jos ne saa tarpeeksi lähelle, vahva vuorovaikutus alkaa vaikuttaa ja vetää ne yhteen. Suurimman osan aikaa ne hylkivät toisiaan. Ne saadaan yhä lähemmäs toisiaan, kunnes jossain vaiheessa vahva voima vetää ne yhteen. Hetkeksi muodostuu helium-5-ydin, koska siinä on viisi alkeishiukkasta.
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.
Deuterium ja tritium yhtyy ja syntyy helium-5. Helium halkeaa, ja neutroni karkaa, ja sen lisäksi paljon energiaa. Jos saa lämpötilan noin 150 miljoonaan asteeseen, asiat alkavat täristä niin nopeasti, että joka kerta, kun ne törmäävät oikealla tavalla, tapahtuu niin ja vapautuu energiaa. Ja se energia ylläpitää fuusiota. Tähän reaktioon pyrimme.
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.
Siinä on yksi hankaluus. Ensinnäkin, pitää saada aikaan 150 miljoonan asteen lämpötila, mutta reaktiossa on vielä yksi pulma. Se on melko kuuma. Pulma on se, että tritiumia ei esiinny luonnossa. Se täytyy tehdä. Sitä voi tehdä litiumista. Tuo reaktio alla, litium-6 plus neutroni, se antaa lisää heliumia plus tritiumia. Siten me teemme tritiumia. Onnekkaasti, jos voi tehdä fuusion, saa neutronin, joten se onnistuu.
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.
Mutta miksi viitsimme tehdä tätä? Tässä se selitetään. Jos piirretään jäljellä olevan polttoaineen määrä nykyisen kulutuksen mukaan. Nähdään muutama kymmenen vuotta öljyä -- sininen viiva, on alin arvio olemassa olevista resursseista. Keltainen viiva on optimistisin arvio.
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.
Tässä nähdään, että jäljellä on muutama kymmenen vuotta, ehkä 100 vuotta fossiilisia polttoaineita. Ja voi hyvä jumala, emme tosiaankaan halua niitä polttaa, koska siitä aiheutuisi hirveät hiilidioksidipäästöt. Siirrytään sitten uraaniin. Nykyisellä reaktoriteknologialla meillä ei oikeastaan ole kovin paljon uraania. Meidän täytyy erottaa uraania merivedestä tulevaisuudessa, mikä vastaa keltaista viivaa, jotta nykyiset ydinvoimalat voivat jatkaa toimintaansa. Se on yllättävää, koska hallituksemme luottaa siihen, että saavutamme Kioton sopimuksen rajat, ja teemme kaikenlaista sellaista.
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.
Tarvittaisiin hyötöreaktoreita. Tarkemmin sanottuna nopeita hyötöreaktoreita. Ja se on aika vaarallista. Iso homma oikealla on luonnon litium. Litiumia on merivedessä. Se on keltainen viiva. Meillä on 30 miljoonan vuoden edestä fuusiopolttoainetta merivedessä. Se on kaikkien saatavilla. Siksi haluamme tehdä fuusiota. Onko se kilpailukykyinen hinnaltaan? Olemme arvioineet paljonko fuusiovoimalan tekeminen maksaisi. Ja päädymme suunnilleen samaan hintaan kuin nykyinen hinta sähkölle.
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.
Miten me sen tekisimme? Meidän täytyy pitää jotain 150 miljoonassa asteessa. Itse asiassa, olemme tehneet sen. Teemme sen magneettikentällä. Aivan tämän toroidaalisen, munkkirinkilän muotoisen laitteen keskellä on 150 miljoonan asteen lämpötila. Se kiehuu keskellä 150 miljoonan asteen lämpötilassa. Saamme aikaan fuusion. Ja aivan tässä lähellä on tämä JET. Se on ainoa fuusiota aikaan saanut laite maailmassa.
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.
Kun ihmiset sanovat, että fuusio on 30 vuoden päässä ja tulee aina olemaan, sanon: "Joo, mutta mehän olemme jo saaneet sen aikaan." Fuusio on mahdollista. Tämän laitteen keskellä teimme 16 megawattia fuusiovoimaa 1997. Vuonna 2013 aiomme käynnistää sen uudelleen ja rikkoa kaikki ennätykset. Mutta se ei ole todellista fuusiovoimaa. Saamme vain aikaan fuusioreaktion. Meidän täytyy tehdä siitä fuusioreaktori. Koska haluamme käyttää 30 miljoonaa vuotta fuusiovoimaa maapallolla. Tätä laitetta rakennamme parhaillaan.
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.
Tämän tutkimuksen tekeminen on hyvin kallista. Osoittautuu, että fuusiota ei voi tehdä pienessä mittakaavassa huolimatta kaikesta siitä kylmäfuusiohuuhaasta. Onko selvä? Ei vaan voi. Se täytyy tehdä hyvin isossa laitteessa. Yli puolet maailman väestöstä on mukana tämän laitteen rakentamisessa Etelä-Ranskassa, mikä on mukava paikka kokeen rakentamiselle. Seitsemän maata on mukana rakentamassa tätä. Se tulee maksamaan 10 miljardia. Tulemme tuottamaan puoli gigawattia fuusiovoimaa. Mutta se ei ole vielä sähköä. Meidän täytyy päästä tähän. Meidän täytyy saada voimala. Meidän täytyy alkaa laittaa sähköä verkkoon tällä hyvin monimutkaisella teknologialla. Ja haluaisin, että se tapahtuisi nopeammin. Mutta tällä hetkellä, voimme kuvitella sen tapahtuvan 2030-luvulla.
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)
Kunpa asiat olisivat toisin. Tarvitsemme sitä kipeästi. Meillä tulee olemaan energiaongelma seuraavan viiden vuoden aikana tässä maassa. Joten 2030 on kuin ikuisuuden päässä. Mutta emme voi hylätä sitä nyt; meidän täytyy jatkaa, saada aikaan fuusiota. Toivoisin, että meillä olisi enemmän rahaa ja resursseja. Mutta tähän tähtäämme, joskus 2030-luvulla, aitoa sähkövoimaa fuusiosta. Kiitos erittäin paljon. (Aplodeja)