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.
Kluczowym pytaniem jest "Kiedy otrzymamy fuzję jądrową?" Minęło wiele czasu od odkrycia zjawiska fuzji jądrowej. Wiemy o niej od roku 1920 kiedy Sir Arthur Stanley Eddington i Brytyjskie Stowarzyszenie Rozwoju Nauki wysunęło przypuszczenie, że dzięki nej świeci słońce.
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)
Zawsze martwiłem się o dostępność surowców naturalnych. Nie wiem jak wy, ale kiedy moja mama przygotowywała mi posiłki, to, zawsze oddzielałem to czego nie lubię od tego co uwielbiam. I jadłem to czego nie lubiłem na samym początku, ponieważ to co lubimy, staramy się zachować na sam koniec. Jako dzieci zawsze martwimy się o surowce naturalne. I kiedy zostało mi wytłumaczone, jak szybko zużywamy surowce naturalne ziemi, bardzo się tym przejąłem. Przejąłem się tak bardzo, jak wtedy, kiedy zrozumiałem, że planecie Ziemi pozostało jeszcze pięć bilionów lat życia zanim zostanie pochłonięta przez słońce. Wielkie odkrycia w moim życiu. Byłem dziwnym dzieciakiem. (Śmiech)
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 we współczesnym świecie pochodzi głównie z surowców naturalnych. Kraje które czerpią potężne zyski z energii Zyskują coś więcej niż pieniądze. Napędzana wydobyciem węgla rewolucja w danym kraju, ropa, gaz, przepraszam. (Śmiech) Gaz, prawdopodobnie jestem jedyną osobą, która szczerze cieszy się, gdy Putin zakręca kurek z gazem, ponieważ dostaje wtedy więcej pieniędzy na badania.
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.
Jesteśmy bardzo uzależnieni od surowców, które zużywamy coraz szybciej i szybciej. Podczas gdy staramy się uwolnić biliony ludzi od biedy w Trzecim Świecie i krajach rozwijających się, zużywamy coraz więcej energii, szybciej i szybciej. I surowce, z których pozyskujemy ją przepadają na zawsze. I sposób, w jaki będziemy pozyskiwać energię w przyszłości, nie będzie zależeć od eksploatacji surowców naturalnych lecz raczej z umiejętności wykorzystania wiedzy. Jeśli spojrzysz w przyszłość za 50 lat sposób, w jaki będziemy pozyskiwać energię, będzie prawdopodobnie pochodzić z tych trzech źródeł; dodatkowo trochę z elektrowni wiatrowych, trochę z innych źródeł, ale to będą podstawowe sposoby produkcji energii.
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.
Słoneczna energia jest rozwiązaniem i musimy ją udoskonalać. Ale musimy wiele się jeszcze nauczyć zanim zaczniemy czerpać wymaganą ilość energii z promieni słonecznych. Rozszczepienie jądra atomu. Nasz rząd planuje zbudować sześć nowych elektrowni atomowych. Zamierzają zbudować sześć nowych elektrowni atomowych i prawdopodobnie o wiele więcej w przyszłości. Chiny budują elektrownie atomowe. Każdy to robi. Ponieważ zdają sobie sprawę, że to jedyny pewny sposób, aby produkować energię czystą, nie emitującą dwutlenku węgla.
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.
Ale jeśli chcecie wiedzieć, co jest idealnym źródłem energii Idealne źródło energii to takie, które nie zajmuje dużo miejsca, posiada właściwie niewyczerpalne zasoby jest bezpieczne, nie emituje dwutlenku węgla do atmosfery, i nie pozostawia radioaktywnych zanieczyszczeń, czyli mówimy o fuzji jądrowej. Ale jest w tam mały haczyk. Oczywistym jest, że zawsze napotkamy problem, Fuzja jądrowa jest bardzo trudna do uzyskania. Staramy się już od 50 lat.
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.
OK. Co to jest fuzja jądrowa? Czas na fizykę jądrową. Przepraszam za to, ale to właśnie mnie nakręca. (Śmiech) Byłem dziwnym dzieciakiem. Można łatwo wytłumaczyć pozyskiwanie energii nuklearnej. Najbardziej stabilnym pierwiastkiem jest żelazo znajdujące się pośrodku układu okresowego. Posiada średniej wielości jądro. I jeśli chcesz uzyskać energię to powinieneś podążać w kierunku żelaza. Więc uran, który jest bardzo duży, chce się rozszczepić, by być mniejszy. A małe atomy chcą połączyć się ze sobą, małe jądra chcą połączyć się ze sobą, aby stworzyć większą strukturę taką jaką jest żelazo.
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.
I właśnie z tego procesu pozyskujemy energię. I właśnie to, dokładnie to robią gwiazdy. Wewnątrz gwiazd łączą się cząsteczki wodoru tworząc hel a następnie hel łączy się ze sobą syntezując węgiel, syntezuje tlen i wszystkie te pierwiastki z których jesteśmy zbudowani tworzone są wewnątrz gwiazd. Ale jest to trudny proces do powtórzenia, ponieważ jak wiecie wnętrze gwiazdy jest bardzo gorące niemal z definicji. Ale istnieje jedna reakcja. Reakcja, która najprawdopodobniej jest najłatwiejsza do uzyskania. Zachodzi pomiędzy dwoma izotopami wodoru, dwoma rodzajami wodoru, deuterem, znanym też jako ciężki wodór który występuje w wodzie morskiej, i trytem,który jest super ciężkim izotopem wodoru
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.
Oba jądra izotopu wodoru, rozdzielone, są naładowane (dodatnio) Gdy je zbliżasz do siebie, mocno odpychają się. Ale kiedy zbliżysz je do siebie odpowiednio blisko Coś zwanego wielką siłą zaczyna działać, i przyciągać je do siebie. Więc w większości czasu odpychają się, ale zbliżając je do siebie bardziej i bardziej oczekujemy, że w pewnym momencie ta potężna siła powoduje, że złączą się ze sobą. Przez moment stają się helem 5 ponieważ zbudowane są z pięciu cząsteczek.
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.
To jest ten proces. Deuter i tryt łączą się ze sobą tworząc hel 5. Hel 5 rozpada się, uwalniając neutron i przy okazji powstaje mnóstwo energii. Jeśli jesteś w stanie uzyskać temperaturę około 150 milionów stopni. Wszystkie atomy, zaczną poruszać się bardzo szybko i za każdym razem kiedy będą się zderzać ze sobą w odpowiedniej konfiguracji, nastąpi ta reakcja i uwolnienie energii. A ta energia jest tym, co napędza fuzję. I właśnie tą reakcję chcemy uzyskać.
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.
Ale pewna przeszkoda stoi nam na drodze do tej reakcji. Cóż, pewną przeszkodą jest na pewno uzyskanie temperatury 150 milionów stopni ale jest jeszcze coś. To jest całkiem gorące. Przeszkodą do przeprowadzenia reakcji jest to, że tryt nie występuje w przyrodzie. Musisz go stworzyć z czegoś innego. A produkuje się go z litu. Oto opis reakcji, to jest lit 6, dodajesz jeden neutron i otrzymujesz jeszcze więcej helu oraz tryt. I w ten sposób stworzyłeś swój tryt. Ale na szczęście jeśli jesteś w stanie dokonać fuzji masz neutron więc jesteś w stanie to zrobić.
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.
Więc, po co do diabła się tym przejmujemy? Oto dlaczego się tym przejmujemy. Jeśli dowiesz się jak dużo paliwa pozostało nam do zużycia na całym świecie. I jeśli dobrze się przyjrzysz to odkryjesz, że zostało ropy na kilka dziesięcioleci - niebieski słupek tak na marginesie wskazuje najniższą szacunkową obecnych zasobów. A żółty słupek wskazuje najbardziej optymistyczne założenia.
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.
I jeśli przyjrzysz się wykresowi to zobaczysz że mamy kilka dziesięcioleci, może 100 lat aby wykorzystać wszystkie pokłady ropy. Bóg świadkiem że nie chcemy wyeksploatować wszystkich jej pokładów. Ponieważ spowoduje to ogromną emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Zajmijmy się teraz uranem. A z obecną technologią atomową nie pozostało nam zbyt wiele uranu. I będziemy musieli wydobywać uran z oceanów co pokazuje żółty słupek aby konwencjonalne elektrownie atomowe mogły produkować dla nas energię. To wydaje się trochę szokujące ponieważ faktem jest że nasz rząd stara się wypełnić zobowiązania z Kyoto i robi wszystkie te rzeczy.
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.
Posuwając się dalej będziesz miał do czynienia z reaktorami powielającymi. Technologia reaktorów powielających tworzy paliwo dla reaktorów. A to jest niebezpieczne. Ten wysoki słupek po prawej stronie to zasoby litu jaki mamy na świecie. Znajdziemy lit w oceanach. To ten żółty słupek. W oceanach jest tyle paliwa że starczy nam na 30 milionów lat jako paliwo do fuzji. Każdy może z tego skorzystać. Dlatego właśnie chcemy zajmować się fuzją. Czy jest to opłacalne? Zrobiliśmy obliczenia które jak myślimy przedstawiają koszt wybudowania elektrowni termojądrowej. I okazało się ze to prawie te same pieniądze jakie wydajemy konwencjonalną elektryczność.
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.
Więc, jak tego dokonamy? Musimy poddać coś temperaturze 150 milionów stopni. I faktem jest że tego dokonaliśmy. Wykorzystujemy do tego pole magnetyczne. W środku, we wnętrzu specjalnego torusa o kształcie pączka gdzie panuje temperatura 150 milionów stopni. Podgrzewamy to wszystko w temperaturze 150 milionów stopni. I faktycznie możemy dokonać fuzji jądrowej. I w końcu dochodzimy do JET To jedyne urządzenie na świecie, w której przeprowadzono fuzję jądrową.
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.
Kiedy ludzie mówią że fuzja jest 30 lat przed nami i zawsze tak będzie mówię "Wiesz, właśnie tego dokonaliśmy" Prawda? Możemy przeprowadzać reakcję termojądrową. W środku tego urządzenia wyprodukowaliśmy energię równą 16 megawatów w 1997 roku. I w roku 2013 zamierzamy zrobić to ponownie i pokonać wszystkie dotychczasowe rekordy Ale to dopiero początek. To tylko sama reakcja termojądrowa. Musimy ją ulepszyć i przenieść do dużego reaktora termojądrowego. Ponieważ naszym celem jest energia zabezpieczająca nas na następne 30 milionów lat. Oto elektrownia którą właśnie budujemy
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.
To bardzo kosztowne badania. Okazało się że nie można przeprowadzać fuzji na blacie stołu mimo tych wszystkich nonsensów o zimnej fuzji. Prawda? Zwyczajnie nie można. Można tego dokonać w wielkim urządzeniu. Ponad połowa światowej populacji zaangażowana jest w tej projekt w południowej Francji. To piękne miejsce aby przeprowadzić nasz eksperyment. Siedem narodów jest zaangażowanych w budowę tej elektrowni. Będzie nas to kosztować 10 miliardów. Wyprodukujemy ½ gigawata energii. Ale to nie jest jeszcze elektryczność konsumencka. Musimy ją jeszcze dopracować. Potrzebna jest nam elektrownia. Musimy zacząć dostarczać energię do sieci elektrycznej. w tej skomplikowanej technologii. I bardzo bym chciał aby stało się to szybciej. Ale na dzień dzisiejszy przewidujemy że będzie to w roku 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)
Chciałbym aby było inaczej. Bardzo potrzebujemy tego już teraz. Będziemy mieli problemy z dostępnością energii w ciągu następnych pięciu lat w tym kraju. Więc 2030 brzmi jak odległa przyszłość. Ale nie możemy teraz przerwać, musimy przeć naprzód spowodować, że fuzja będzie rzeczywistością. Chciałbym abyśmy mieli więcej pieniędzy, więcej surowców. Ale zmierzamy do tego by kiedyś w 2030 uzyskać prawdziwą energię z fuzji. Dziękuję bardzo. (Oklaski)