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 questão fundamental é: "Quando iremos conseguir a fusão?" Já faz realmente um longo tempo desde que descobrimos a fusão. Sabemos da fusão desde 1920, quando Sir Arthur Stanley Eddington e a Associação Britânica para o Progresso da Ciência conjeturaram que essa é a razão pela 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)
Sempre fui muito preocupado em relação aos recursos. Não sei a respeito de vocês, mas quando minha mãe me dava comida eu sempre separava aquelas de que não gostava daquelas de que eu gostava. E eu comia primeiro as de que não gostava, porque aquelas de que a gente gosta, a gente quer guardar. E como criança você sempre está preocupado com os recursos. E uma vez que isso foi explicado de algum modo para mim como estávamos esgotando rapidamente os recursos do mundo, fiquei muito perturbado, tão perturbado quanto fiquei quando me dei conta de que a Terra vai durar apenas uns cinco bilhões de anos antes de ser engolida pelo sol. Grandes eventos da 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, na atualidade, é dominada pelos recursos. Os países que ganham muito dinheiro com a energia possuem algo embaixo deles. A revolução industrial baseada na energia do carvão neste país -- petróleo, gás, desculpem. (Risos) Gás, eu provavelmente sou a única pessoa que realmente gosta quando o Senhor Putin fecha a torneira de gás, porque 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.
Agora nós estamos realmente dominados por essas coisas que estamos gastando mais depressa, e mais depressa, e mais depressa. E quando tentamos resgatar bilhões de pessoas da pobreza no Terceiro Mundo, no mundo em desenvolvimento, estamos usando a energia mais depressa e mais depressa. E esses recursos estão indo embora. E a maneira como obteremos energia no futuro não será a partir de recursos, será na verdade a partir do conhecimento. Se vocês olharem 50 anos em direção ao futuro, a maneira como provavelmente estaremos produzindo energia será provavelmente uma dessas três, com uma parte de vento, com algumas outras coisas, mas esses serão os geradores de energia de carga básica.
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 pode fazer isso, e nós certamente precisamos desenvolver a energia solar. Mas ainda temos muito conhecimento a ser aprendido antes de podermos fazer do sol a fonte básica de suprimento de energia para o mundo. Fissão. Nosso governo vai implantar seis novas usinas nucleares. Eles vão colocar mais seis novas usinas nucleares de energia, e provavelmente mais depois delas. A China está construindo usinas nucleares. Todo o mundo está. Porque eles sabem que esse é o único modo seguro de obter energia livre 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 vocês querem saber qual é a fonte de energia perfeita, a fonte perfeita de energia elétrica é aquela que não ocupa muito espaço, tem uma fonte virtualmente inesgotável, é segura, não libera nenhum carbono na atmosfera, não deixa nenhum resíduo radiativo de vida longa, esta fonte é a fusão. Mas existe uma armadilha. Claro que sempre existe uma armadilha nesses casos. A fusão é muito difícil de conseguir. Estamos tentando 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.
Ok, O que é fusão? Aqui entra a física nuclear. E perdoem-me por isso, mas isso é o que me deixa ligado. (Risos) Eu fui uma criança estranha. A energia nuclear aparece por uma razão simples. O núcleo mais estável é o ferro, bem no meio da tabela periódica. É um núcleo de tamanho médio. E devemos movernos em direção ao ferro se queremos obter energia. Portanto, o urânio, que é muito grande, quer dividir-se. Mas átomos pequenos querem unir-se, pequenos núcleos querem se juntar para formar outros maiores, para caminhar em direção 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.
E a gente pode conseguir energia desse modo. E, de fato, é exatamente isso que as estrelas fazem. No meio das estrelas o hidrogênio está se unindo para fazer hélio e então o hélio se junta para fazer carbono, para fazer oxigênio, todas as coisas de que vocês são feitos são feitas no meio das estrelas. Mas esse é um processo difícil de realizar porque, como vocês sabem, o centro de uma estrela é extremamente quente, quase por definição. E existe uma reação que é provavelmente a reação de fusão mais fácil de realizar. É aquela entre dois isótopos de hidrogênio, dois tipos de hidrogênio, deutério, que é o hidrogênio pesado, que vocês podem tirar da água do mar, e trítio, que é o hidrogênio 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.
Esses dois núcleos, quando estão distantes, estão carregados. E se vocês os aproximam eles se repelem. Mas quando vocês conseguem colocá-los suficientemente próximos, uma coisa chamada força forte começa a agir e puxa as duas juntas. Desse modo, elas se repelem a maior parte do tempo. Você as aproxima mais perto,mais perto, e daí, em algum ponto a força forte as agarra juntando-as. Por um momento elas se tornam hélio 5, porque elas têm cinco partículas em 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.
Então, o esse processo é esse. Deutério e trítio juntam-se fazendo hélio 5. O hélio se rompe, e sai um nêutron e uma grande quantidade de energia é liberada. Se você conseguir atingir algo como 150 milhões de graus, as coisas estarão vibrando tão depressa que cada vez que elas colidem com a configuração correta, isso vai acontecer, e isso vai liberar energia. E essa é a energia da fusão. E essa é a reação 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.
Existe uma dificuldade nessa reação. Bem, existe a dificuldade de realizá-la a 150 milhões de graus, mas existe ainda mais uma dificuldade nessa reação. É muito quente. A dificuldade da reação é que o trítio não existe na natureza. Ele precisa ser obtido de alguma outra coisa. E ele pode ser feito do lítio. Aquela reação embaixo, aquilo é lítio 6, mais um nêutron, vai nos dar mais hélio, além do trítio. E essa desse modo que vocês podem fazer o trítio. Mas felizmente, se vocês puderem fazer aquela reação de fusão, vocês ficaram com um nêutron, então vocês podem fazer isso acontecer.
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 motivo vamos nos incomodar para fazer isso? Isto é basicamente o motivo pelo qual nos incomodamos em fazê-lo. Se vocês plotam quanto combustível ainda temos disponível, em unidades de consumo mundial atual. E quando vocês olham alí, vocês notam algumas dezenas de anos de petróleo -- a linha azul, por falar nisso, é a menor estimativa dos recursos existentes. E a linha amarela é a estimativa mais otimista.
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 quando vocês olham alí, vocês notam que temos algumas dezenas de anos, quem sabe uns 100 anos de combustíveis fósseis remanescentes. E Deus sabe que realmente não queremos queimar todo ele. Porque vai resultar numa quantidade horrível de carbono no ar. E então passamos para o urânio. E com a tecnologia atual de reatores realmente não temos muito urânio. E precisaremos extrair urânio da água do mar, que é a linha amarela, para conseguir que as usinas nucleares convencionais façam algo por nós, realmente. Isso é meio assustador, pois o fato é que nosso governo está contando com isso para atender Kyoto, e conseguir todo esse tipo de coisas.
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 seguir adiante vocês precisariam ter a tecnologia de reatores de reprodução. E a tecnologia de reprodução consiste em reatores rápidos. E isso é muito perigoso. A coisa grande, à direita, é o lítio que temos no mundo. E o lítio existe na água do mar. Essa é a linha amarela. E temos o necessário para 30 milhões de anos de combustível para fusão na água do mar. Qualquer um pode conseguí-lo. Esse é o motivo porque queremos fazer a fusão. Será que ele tem um custo competitivo? Fazemos estimativas de quanto achamos que custaria fazer uma usina de fusão nuclear de verdade. E chegamos a um preço próximo da eletricidade atual.
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 faríamos isso? Precisamos manter alguma coisa a 150 milhões de graus. E, de fato, conseguimos fazer isso. Nós o mantemos com um campo magnético. E no seu interior, bem no meio dessa forma toroidal, essa forma de rosquinha, bem no meio está a 150 milhões de graus. Isso ferve no meio a 150 milhões de graus. E de fato conseguimos fazer que a fusão aconteça. E, já que estamos nisso, este é o JET (Joint European Torus). É a única máquina no mundo que realmente realizou a 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 a fusão está a 30 anos de nós, e sempre estará, eu respondo, "Ah, é? Mas nós já a fizemos de fato." Certo? Nós conseguimos fazer a fusão. No centro desse dispositivo geramos 16 megawatts de energia de fusão em 1997. E em 2013 vamos acendê-lo de novo e quebrar todos esses recordes. Mas isso ainda não é energia de fusão de verdade. Isso é apenas fazer a fusão acontecer. Precisamos pegar isso, precisamos transformar isso em um reator de fusão. Porque queremos energia de fusão equivalente a 30 milhões de anos de consumo da Terra. Esse é o dispositivo que estamos construindo agora.
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.
Fica muito caro fazer essa pesquisa. Acontece que vocês não podem fazer a fusão em cima de uma mesa apesar de todas aquelas bobagens sobre fusão a frio. Certo? Vocês não podem. Vocês precisam fazê-lo num dispositivo muito grande. Mais da metade da população do mundo está envolvida na construção deste dispositivo no sul da França. Que é um bom lugar para situar um experimento. Sete países estão envolvidas na construção disto. Vai nos custar 10 bilhões. E vamos produzir meio gigawatt de energia de fusão. Mas isso ainda não é eletricidade. Precisamos chegar a isso. Precisamos chegar a uma usina de energia. Precisamos começar a colocar eletricidade na matriz nesta tecnologia tão complexa. E eu gostaria que isso acontecesse muito mais depressa do que está sendo. Mas no momento tudo que conseguimos 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)
Eu gostaria que fosse diferente. Nós realmente precisamos disso agora. Vamos ter um problema com energia nos próximos cinco anos, neste país. Assim, 2030 parece infinitamente distante. Mas não podemos abandonar isso agora; precisamos tocar em frente, conseguir que a fusão aconteça. Gostaríamos que tivéssemos mais dinheiro, gostaria que tivéssemos mais recursos. Mas isso é o que estamos tentando, lá pela década de 2030 -- energia elétrica de verdade a partir da fusão. Muito obrigado a vocês. (Aplausos)