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.
La domanda chiave è: "Quando potremo realizzare la fusione?" La fusione è nota già da molto tempo. Conosciamo la fusione sin dal 1920, quando Sir Arthur Stanley Eddington e la Associazione Britannica per il Progresso della Scienza teorizzarono che quello era il motivo dello splendere del sole.
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)
Sono sempre stato molto preoccupato per le risorse. Non so voi, ma io, quando mia madre mi serviva il pasto, separavo sempre quello che mi piaceva meno da quello che preferivo. E mangiavo prima quello che mi piaceva meno, perché quello che si preferisce, lo si vuole conservare. E da bambini si è sempre preoccupati per le risorse. E quando mi è stato spiegato a che velocità stavamo consumando le risorse del mondo, sono rimasto molto turbato, tanto quanto al momento in cui ho realizzato che la Terra sarebbe durata solo altri cinque miliardi di anni prima di essere inghiottita dal sole. Grandi eventi della mia vita, un bambino strano. (Risate)
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.
L'energia, al momento, è dominata dalle risorse. Le nazioni che guadagnano molto dall'energia hanno qualcosa nel loro sottosuolo. La rivoluzione industriale marcia a carbone in questo paese -- petrolio, gas naturale -- scusate. (Risate) Il gas, io sono probabilmente l'unico che è veramente felice se il signor Putin chiude i rubinetti, perché i miei fondi vengono aumentati.
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.
Al momento siamo veramente dominati da queste cose, che stiamo consumando sempre più velocemente. E mentre cerchiamo di salvare miliardi di persone dalla miseria nel Terzo Mondo, nei paesi in via di sviluppo, stiamo usando l'energia sempre più velocemente. E queste risorse spariscono. e il modo in cui produrremo energia nel futuro non è dalle risorse, è veramente dalla conoscenza. Se guardiamo 50 anni nel futuro, il modo in cui produrremo energia sarà probabilmente uno di questi tre, più un pò di eolico, più qualcos'altro, ma questi saranno i produttori essenziali di energia.
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.
Il solare è possibile, e certamente lo dobbiamo sviluppare. Ma abbiamo molto da imparare prima di rendere l'energia solare il componente energetico di base per il mondo. La fissione nucleare. Il nostro governo sta per costruire sei nuove centrali nucleari. Costruiranno sei nuove centrali nucleari, e probabilmente dopo ne costruiranno altre. La Cina sta realizzando centrali nucleari. Tutti lo stanno facendo. Perché sanno che è l'unico modo certo di produrre energia senza inquinare.
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.
Ma se volete sapere quale è la sorgente perfetta di energia, la sorgente perfetta di energia è una che non è ingombrante, ha un'alimentazione virtualmente inesauribile, è sicura, non scarica carbonio nell'atmosfera, non lascia residui radioattivi persistenti, è la fusione. Ma c'è un problema. Naturalmente c'è sempre un problema in questi casi. La fusione è molto difficile da realizzare. Ci stiamo provando da 50 anni.
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.
Bene. Che cosa è la fusione? Ecco che arriva la fisica nucleare. E ve ne chiedo scusa, ma questo è quello che mi entusiasma. (Risate) Ero un bambino strano. L'energia nucleare avviene per un motivo semplice. Il nucleo più stabile è il ferro, proprio al centro della tavola periodica. È un nucleo di dimensioni intermedie. E se volete generare energia dovete procedere verso il ferro. Per cui l'uranio, che è molto grande, vuole spezzarsi. Ma gli atomi piccoli vogliono unirsi tra di loro, i nuclei piccoli vogliono unirsi e diventare nuclei più grandi, in direzione del ferro.
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.
E in questo modo si può produrre energia. E in effetti è esattamente quello che fanno le stelle. Al centro delle stelle gli atomi di idrogeno si uniscono a formare elio e poi l'elio si unisce a formare carbonio, a formare ossigeno, tutti i componenti di cui siete fatti sono prodotti nel centro delle stelle. Ma è un processo difficile da realizzare perché, come sapete, il centro delle stelle è molto caldo, quasi per definizione. E c'è una reazione che è probabilmente la fusione più semplice da realizzare. È tra due isotopi di idrogeno, due tipi di idrogeno, il deuterio, che è l'idrogeno pesante, che si può ottenere dall'acqua di mare, e il trizio che è l'idrogeno super-pesante.
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.
Questi due nuclei, quando sono lontani, hanno una carica elettrica. E se li si spinge uno verso l'altro si respingono. Ma quando li si porta abbastanza vicini, una forza chiamata l'interazione forte comincia ad agire e li attira uno verso l'altro. Per cui, in genere si respingono. E li si spinge sempre più vicini, e ad un certo punto l'interazione forte li trascina assieme. Per un attimo diventano elio 5, perché contengono cinque particelle.
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.
Così, questo è il processo. Deuterio e trizio si fondono producono elio 5. E ne viene fuori elio, e ne viene fuori un neutrone, e ne viene fuori tanta energia. Se si riesce ad arrivare a circa 150 milioni di gradi, le particelle si muoveranno così veloci che ogni volta che si scontrano nella giusta configurazione, questo avrà luogo, e rilascerà energia. E questa è l'energia della fusione. E questa è la reazione che vogliamo ottenere.
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.
C'è una complessità riguardo a questa reazione. C'è la complessità che bisogna arrivare a 150 milioni di gradi, ma c'è anche un'altra complessità riguardo alla reazione. Sì, è piuttosto caldo. La complessità riguardo alla reazione è che il trizio non esiste in natura. Bisogna produrlo a partire da qualcos'altro. E lo si produce dal litio. La reazione in fondo, quello è litio 6, più un neutrone, darà altro elio, più trizio. E questo è come si ottiene il trizio. Ma per fortuna, se si ottiene una fusione nucleare, si ottiene un neutrone, per cui questo può accadere.
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.
Ora, perché mai dovremmo affrontare tutti questi problemi? Il motivo per cui dovremmo affrontarli è essenzialmente questo. Se si grafica quanto carburante ci è rimasto, esprimendolo in unità di consumo mondiale annuo attuale. Nella tabella potete vedere alcune decine di anni di petrolio -- la barra blu, tra l'altro, è la stima minima delle risorse esistenti. E la barra gialla è la stima più ottimistica.
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.
E osservando la tabella potete vedere che abbiamo alcuni decenni, forse un secolo di combustibili fossili rimasti. E dio sa che veramente non vogliamo bruciarlo tutto. Perché causerà un enorme inquinamento dell'atmosfera. E poi arriviamo all'uranio. Con l'attuale tecnologia dei reattori non abbiamo molto uranio rimasto. E dovremo estrarre uranio dall'acqua di mare, che è la barra gialla, per realizzare centrali nucleari convenzionali che in effetti fanno molto per noi. Questo è piuttosto scioccante, perché in effetti il nostro governo confida in questo per raggiungere i parametri di Kyoto, e per ottenere tutti quei risultati.
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.
Per andare oltre bisogna usare la tecnologia autofertilizzante. E questo vuole dire reattori veloci. E questo è molto pericoloso. Quello più grande, sulla destra, è il litio disponibile al mondo. E il litio è nell'acqua di mare. Questa è la barra gialla. E abbiamo nel mare combustibile per 30 milioni di anni di fusione. Accessibile a tutti. Per questo vogliamo ottenere la fusione. È economicamente conveniente? Abbiamo valutato quanto crediamo costerebbe realmente costruire una centrale nucleare a fusione. E otteniamo circa lo stesso prezzo dell'elettricità di oggi.
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.
Quindi, come lo potremo fare? Dobbiamo contenere qualcosa a 150 milioni di gradi. E, in effetti, lo abbiamo già fatto. Lo conteniamo in un campo magnetico. E all'interno, proprio nel mezzo di questa forma toroidale, a ciambella, proprio nel mezzo ci sono 150 milioni di gradi. Al centro arriva a 150 milioni di gradi. E in effetti riusciamo ad ottenere la fusione. E la prossima tappa -- questo è il JET. È l'unica macchina al mondo che ha veramente ottenuto la fusione.
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.
Quando la gente dice che la fusione è lontana 30 anni, e lo sarà sempre, io dico "Sì, ma l'abbiamo già ottenuta". Vero? Possiamo ottenere la fusione. Al centro di questa macchina abbiamo prodotto 16 megawatt di energia da fusione nel 1997. E nel 2013 la accenderemo di nuovo e supereremo tutti i record. Ma questa non è veramente energia da fusione. È solo ottenere una fusione. Dobbiamo prenderla, e trasformarla in un reattore a fusione. Perché vogliamo 30 milioni di anni di energia da fusione per la Terra. Questa è la macchina che stiamo costruendo ora.
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.
È molto costoso portare avanti questa ricerca. Viene fuori che non si può fare la fusione su di un tavolo nonostante le sciocchezze sulla fusione fredda. Vero? Non si può. Si deve fare in una macchina molto grande. Più di metà della popolazione mondiale è coinvolta nella sua costruzione nel sud della Francia. Che è un bel posto per impiantare un esperimento. Sette nazioni sono coinvolte nella sua costruzione. Ci costerà 10 miliardi. E produrremo mezzo gigawatt di energia da fusione. Ma questa non è ancora elettricità. Ci dovremo ancora arrivare. Dobbiamo ottenere una centrale di energia. Dobbiamo cominciare a fornire elettricità alla rete con questa tecnologia così complessa. E vorrei veramente che succedesse molto prima di quanto sarà. Ma al momento immagino potrà essere negli anni dopo il 2030.
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)
Vorrei fosse diverso. Ci serve veramente subito. Avremo un problema energetico nei prossimi cinque anni in questa nazione. Così il 2030 sembra infinitamente lontano. Ma non possiamo abbandonare ora; dobbiamo insistere, fare funzionare la fusione. Vorrei avere più fondi, vorrei avere più risorse. Ma questa è la nostra meta, in qualche momento degli anni 2030 -- vera energia elettrica da fusione. Grazie molte. (Applausi)