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.
A pergunta chave é: "Quando vamos conseguir a fusão?" Há muito que temos conhecimento da fusão Temos conhecimento da fusão desde 1920, quando Sir Arthur Stanley Eddington e a Associação Britânica para o Avanço da Ciência conjecturaram que era esse o motivo pelo qual o sol brilha.
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)
Eu sempre me preocupei muito com a questão dos recursos. Não sei como é convosco, mas, quando a minha mãe me dava comida eu separava sempre as coisas de que não gostava das que gostava. E comia as que não gostava primeiro, porque queremos poupar as que gostamos. Enquanto crianças estamos sempre preocupados com os recursos. Quando me explicaram, mais ou menos, como estávamos a gastar rapidamente os recursos mundiais, fiquei bastante preocupado, quase tão preocupado como fiquei quando tomei conhecimento que a Terra só durará cerca de mais 5 mil milhões de anos, antes de ser engolida pelo sol. Grandes acontecimentos na minha vida, uma criança estranha. (Risos)
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.
A energia, actualmente, é dominada pelos recursos. Os países que fazem muito dinheiro com a energia têm algo por detrás deles. Neste país, a revolução industrial alimentada com carvão, — petróleo, gás, desculpem... (Risos) Gás, provavelmente sou a única pessoa que fica contente quando Putin fecha o gás, porque aí o meu orçamento aumenta.
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.
(Risos) Estamos agora dominados por aquelas coisas que utilizamos cada vez mais e cada vez mais rapidamente. Ao mesmo tempo que tentamos tirar da pobreza milhares de milhões de pessoas no Terceiro Mundo, no mundo em desenvolvimento, estamos a usar energia cada vez mais rapidamente. Esses recursos estão a esgotar-se. A forma como faremos energia no futuro não será a partir de recursos, será a partir do conhecimento. Se olharmos para daqui a 50 anos, a forma como provavelmente estaremos a produzir energia será provavelmente uma destas três, com algum vento, com algumas outras coisas, mas estas serão as fontes de energia principais.
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.
A energia solar poderá sê-lo, e temos que desenvolver a energia solar. Mas temos muito que aprender antes que a energia solar possa ser a principal fonte de energia mundial. A fissão. O nosso governo vai implantar seis novas centrais nucleares. Vai implantar seis novas centrais nucleares, e, provavelmente, outras mais depois disso. A China está a construir centrais nucleares. Todos estão. Porque sabem que esse será um caminho certo para produzir energia livre de emissões de carbono.
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.
Mas se querem saber qual a fonte de energia perfeita, a fonte de energia perfeita é uma que não ocupa muito espaço, que tem uma origem praticamente inesgotável, é segura, não coloca carbono na atmosfera, não deixa resíduos radioactivos prolongados, é a fusão. Mas há um senão. Há sempre um senão nestes casos. A fusão é muito difícil de fazer. Temos estado a tentar há 50 anos.
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.
O que é fusão? Aqui entra a física nuclear. Desculpem lá, mas isto é o que me excita. (Risos) Eu era uma criança estranha. A energia nuclear entra aqui por uma simples razão. O núcleo mais estável é o ferro, mesmo no centro da tabela periódica. É um núcleo de tamanho médio. Temos de recorrer ao ferro se queremos arranjar energia. Portanto, o urânio, que é muito grande, quer dividir-se. Mas os átomos pequenos querem juntar-se, os núcleos pequenos querem juntar-se para formar maiores, em direcção ao 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.
Podemos obter energia deste modo. É exactamente isso o que as estrelas fazem. No centro das estrelas o hidrogénio junta-se para produzir hélio e depois, o hélio une-se ao carbono, para produzir o oxigénio, todas as coisas de que somos feitos são produzidas no centro das estrelas. Mas é um processo difícil de fazer porque o centro das estrelas é significativamente quente, quase por definição. E há uma reacção. É provavelmente a reacção de fusão mais fácil de realizar. É entre dois isótopos de hidrogénio, dois tipos de hidrogénio, o deutério, que é hidrogénio pesado, que se pode obter da água do mar, e o trítio que é hidrogénio super-pesado.
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.
Estes dois núcleos, quando estão longe um do outro, estão carregados. E ao aproximá-los, eles repelem-se. Mas quando se aproximam o suficiente, começa a actuar uma coisa chamada força forte e atrai-os um para o outro. A maior parte do tempo eles repelem-se. Se os aproximamos cada vez mais, a certa altura a força forte junta-os. Durante instantes, tornam-se em hélio 5, porque têm 5 partículas no seu interior.
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.
Este é o processo. O deutério e o trítio juntam-se e produzem hélio 5. O hélio separa-se, e liberta um neutrão, libertando imensa energia. Se conseguirmos pôr uma coisa a cerca de 150 milhões de graus, a agitação das partículas será tão rápida que cada vez que colidirem na configuração apropriada, acontecerá isso, e libertar-se-á energia. É essa energia que alimenta a fusão. É esta a reacção que queremos realizar.
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.
Há um problema com esta reacção. O problema é que tem que ser feita a 150 milhões de graus, mas há outro problema acerca da reacção. É demasiado quente. O problema com a reacção é que o tritio não existe na natureza. Tem que ser produzido a partir de qualquer outra coisa. Produz-se a partir do lítio. Aquela reacção, na parte inferior, é lítio 6, mais um neutrão, dá-nos mais hélio, mais trítio. Esta é a forma como produzimos trítio. Felizmente, se conseguirmos realizar esta reacção de fusão, temos um neutrão, portanto podemos fazê-lo.
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.
Agora, por que raio nos damos ao incómodo de fazer isto? Isto é basicamente o porquê de nos incomodamos para o fazer. Representamos graficamente a quantidade de combustivel que ainda nos resta, em unidades de consumo mundial actual. Á medida que analisamos o gráfico, vemos dezenas de anos de petróleo — a barra azul é a estimativa mais baixa de recursos existentes e a barra roxa é a estimativa mais optimista.
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.
À medida que analisamos, vemos que temos dezenas de anos, talvez 100 anos de combustíveis fósseis disponíveis. Deus sabe que nós não queremos queimá-los todos, porque seria uma terrível quantidade de carbono para a atmosfera. Depois chegamos ao urânio. Com a actual tecnologia nuclear não temos grande quantidade de urânio. Teremos de extrair urânio da água do mar, que é a barra amarela, para que as centrais convencionais de energia nuclear possam fazer muito por nós. Isto é um pouco chocante, porque o nosso governo confia nisso para cumprir as metas do protocolo de Quioto, e fazer essas coisas todas.
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.
Para ir mais além é necessário criar nova tecnologia. E criar tecnologia rapidamente é bastante perigoso. A barra grande, à direita, é o lítio que temos no mundo. O lítio está na água do mar. É a barra amarela. Temos o equivalente a 30 milhões de anos de combustível para fusão na água do mar. Todos o podem obter. É por isso que queremos fazer fusão. Terá um preço competitivo? Fazemos estimativas do que achamos que poderá ser o custo para construir uma central de fusão nuclear. E obtemos aproximadamente o mesmo preço que a electricidade actualmente.
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.
Então, como é que isto funcionará? Temos de manter uma coisa a 150 milhões de graus. E já conseguimos fazê-lo. Mantemo-lo com um campo magnético. No seu interior, mesmo no centro desta forma toroidal, a forma de um donut, mesmo no centro, temos 150 milhões de graus. Está a ferver no centro a 150 milhões de graus. E podemos fazer com que a fusão aconteça. Mesmo ao fundo da rua, isto é o JET. É a única máquina no mundo que já fez fusão.
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 as pessoas dizem que estamos a 30 anos da fusão, e sempre estará, eu digo: "Mas já o fizemos." Podemos fazer fusão. No centro deste dispositivo produzimos 16 megawatts de energia em 1997. E em 2013 vamos acendê-lo novamente e bater todos os recordes. Mas isto não é energia de fusão. É somente provocar a fusão. Temos de transformar isto num reactor de fusão. Porque queremos produzir energia de fusão no planeta para os próximos 30 milhões de anos.
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.
Este é o dispositivo que estamos a construir agora. Esta investigação é bastante dispendiosa. Não podemos fazer fusão em cima de uma mesa apesar de todos os disparates sobre fusão a frio. Não podemos. Tem que ser feita num dispositivo muito grande. Mais de metade da população mundial está envolvida no fabrico deste dispositivo no sul de França, um sítio óptimo para a experiência. Há sete nações envolvidas na sua construção. Vai custar-nos 10 mil milhões. E produziremos meio gigawatt de energia de fusão. Mais isto ainda não é electricidade. Temos de chegar a isto. Temos de chegar a uma central nuclear. Temos de começar a pôr electricidade na rede nesta tecnologia muito complexa. Eu gostava que acontecesse mais depressa do que previsto. Mas, de momento, tudo o que podemos imaginar é algo por volta de 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)
Desejava que fosse diferente. Precisamos dela já. Vamos ter um problema com a energia nos próximos cinco anos neste país. Portanto, 2030 parece infinitamente distante. Mas não o podemos abandonar agora, temos de avançar. fazer com que a fusão aconteça. Precisávamos de mais dinheiro, de mais recursos, mas é para isto que estamos a apontar, algures na década de 2030, verdadeira energia eléctrica de fusão. Muito obrigado.