Jamen, jeg kommer med en stor bekendtgørelse i dag, og jeg er virkelig begejstret for dette. Og det er måske lidt af en overraskelse for mange af jer der kender min forskning og det jeg har gjort godt. Jeg har virkelig prøvet at løse nogle store problemer: antiterror, nuklear terrorisme, og sundhedspleje og diagnosticere og behandle kræft, men jeg begyndte at tænke over alle disse problemer, og jeg blev klar over at det største problem vi står overfor, hvad alle disse problemer i deres essens handler om, er energi, er elektricitet, elektronernes flow. Og jeg besluttede mig for at jeg ville prøve at løse dette problem.
Well, I have a big announcement to make today, and I'm really excited about this. And this may be a little bit of a surprise to many of you who know my research and what I've done well. I've really tried to solve some big problems: counterterrorism, nuclear terrorism, and health care and diagnosing and treating cancer, but I started thinking about all these problems, and I realized that the really biggest problem we face, what all these other problems come down to, is energy, is electricity, the flow of electrons. And I decided that I was going to set out to try to solve this problem.
Og det er sikkert ikke hvad I forventer. I forventer sikkert at jeg kommer herop og taler om fusion, fordi det er det har jeg gjort det meste af mit liv. Men dette er faktisk et foredrag om, okay -- (Latter) -- men dette er faktisk et foredrag om fission. Det er om at perfektionere noget der er gammelt, og tage noget gammelt med ind i det 21. århundrede.
And this probably is not what you're expecting. You're probably expecting me to come up here and talk about fusion, because that's what I've done most of my life. But this is actually a talk about, okay -- (Laughter) — but this is actually a talk about fission. It's about perfecting something old, and bringing something old into the 21st century.
Lad os tale en lille smule om hvordan nuklear fission fungerer. I et kernekraftværk, har man en stor kedel med vand der står under et højt tryk, og man har nogle brændselsstave, og disse brændselsstave er indstøbt i zirconium, og det er små kugler af urandioxid brændstof, og en fissionsreaktion bliver kontrolleret og vedligeholdt på et korrekt niveau, og den reaktion varmer vandet, vandet bliver forvandlet til damp, dampen driver turbinen, og man producerer elektricitet fra det. Det er den samme måde har vi produceret elektricitet, dampturbine ideen, i 100 år, og nuklear var et virkelig stort fremskridt i måden man varmer vandet op på, men man koger stadig vand og det bliver til damp og det driver turbinen.
Let's talk a little bit about how nuclear fission works. In a nuclear power plant, you have a big pot of water that's under high pressure, and you have some fuel rods, and these fuel rods are encased in zirconium, and they're little pellets of uranium dioxide fuel, and a fission reaction is controlled and maintained at a proper level, and that reaction heats up water, the water turns to steam, steam turns the turbine, and you produce electricity from it. This is the same way we've been producing electricity, the steam turbine idea, for 100 years, and nuclear was a really big advancement in a way to heat the water, but you still boil water and that turns to steam and turns the turbine.
Og jeg tænkte, du ved, er dette den bedste måde at gøre det på? Har fission udspillet sin rolle, eller er der noget tilbage man kan innovere på det? Og jeg blev klar over, at jeg havde ramt noget som jeg mener har et kæmpestort potentiale for at ændre verden. Og dette er hvad det er.
And I thought, you know, is this the best way to do it? Is fission kind of played out, or is there something left to innovate here? And I realized that I had hit upon something that I think has this huge potential to change the world. And this is what it is.
Dette er en lille modulær reaktor. Den er ikke så stor som den store reaktor man kan se i diagrammet her. Denne er mellem 50 og 100 megawatt. Men det er virkelig meget energi. Det er i mellem, hvis vi siger gennemsnitligt forbrug, det er måske 25.000 til 100.000 husstande der kunne drives af den. Det virkelig interessante ved disse reaktorer er at de bliver bygget i en fabrik. Det er modulære reaktorer der bliver dybest set bliver bygget på et samlebånd, og de bliver transporteret i lastvogn hvor som helst i verden, man sætter dem ned, og de producerer elektricitet. Det område lige her er reaktoren.
This is a small modular reactor. So it's not as big as the reactor you see in the diagram here. This is between 50 and 100 megawatts. But that's a ton of power. That's between, say at an average use, that's maybe 25,000 to 100,000 homes could run off that. Now the really interesting thing about these reactors is they're built in a factory. So they're modular reactors that are built essentially on an assembly line, and they're trucked anywhere in the world, you plop them down, and they produce electricity. This region right here is the reactor.
Og den er begravet under jorden, hvilket er virkelig vigtigt. For en der har arbejdet meget med antiterrorisme, kan jeg ikke forklare hvor fedt det er at have noget begravet under jorden på grund af sprednings- og sikkerhedshensyn.
And this is buried below ground, which is really important. For someone who's done a lot of counterterrorism work, I can't extol to you how great having something buried below the ground is for proliferation and security concerns.
Og inden i reaktoren er der smeltet salt, og alle der er fan af thorium, vil være virkelig begejstret for dette, fordi disse reaktorer er virkelig gode til at forædle og brænde i thorium brændselscyklussen, uran-233.
And inside this reactor is a molten salt, so anybody who's a fan of thorium, they're going to be really excited about this, because these reactors happen to be really good at breeding and burning the thorium fuel cycle, uranium-233.
Men jeg er ikke særlig bekymret for brændstoffet. Man kan køre disse på -- de er virkelig sultne, de kan virkelig lide nedgraderede våbenmateriale, det er højt beriget uran og og våbenplutonium der er blevet nedgraderet. Det bliver beriget på en måde hvor det ikke kan bruges til nukleare våben, men de elsker dette stads. Og vi har meget af det liggende, fordi dette er et stort problem. I ved, i den Kolde Krig, byggede vi dette kæmpestore arsenal af nukleare våben op, og det var fedt, og vi har ikke brug for dem mere, og hvad gør vi i bund og grund med al det affald? Hvad gør vi med alle de mængder fra de nukleare våben? Jamen, vi sikrer dem, og det ville være fedt hvis vi kunne brænde dem, fortære dem, ville denne reaktor elske det.
But I'm not really concerned about the fuel. You can run these off -- they're really hungry, they really like down-blended weapons pits, so that's highly enriched uranium and weapons-grade plutonium that's been down-blended. It's made into a grade where it's not usable for a nuclear weapon, but they love this stuff. And we have a lot of it sitting around, because this is a big problem. You know, in the Cold War, we built up this huge arsenal of nuclear weapons, and that was great, and we don't need them anymore, and what are we doing with all the waste, essentially? What are we doing with all the pits of those nuclear weapons? Well, we're securing them, and it would be great if we could burn them, eat them up, and this reactor loves this stuff.
Det er altså en reaktor der kører på smeltet salt. Den har en kerne, og den har en varmeveksler fra varmt salt, det radioaktive salt, til en koldt salt som ikke er radioaktiv. Den er stadig termisk varm men den er ikke radioaktiv. Og så er det en varmeveksler hvilket gør dette design virkelig, virkelig interessant, og det er en varmeveksler til gas. For at gå tilbage til det jeg sagde før om al den energi der bliver produceret -- jamen, for andet end fotovoltaisk -- bliver produceret af denne kogning af damp og drive en turbine, det er faktisk ikke så effektivt, og faktisk, i et atomkraftværk som dette, er det groft set 30 til 35 procent effektivt. Det er så meget termisk energi som reaktoren sender ud til hvor meget elektricitet den producerer. Og grunden til at effektiviteten er så lav er at disse reaktorer opererer ved en temmelig lav temperatur. De opererer helt fra, I ved, måske 200 til 300 grader celsius. Og disse reaktorer opererer ved 600 til 700 grader celsius, hvilket betyder at jo højere temperaturen bliver, fortæller termodynamikken os at man får en højere effektivitet. Og denne reaktor bruger ikke vand. Den bruger gas, så superkritisk CO2 eller helium, og det går ind i en turbine, og det kaldes for en Brayton cyklus. Dette er den termodynamiske cyklus der producerer elektricitet, og det gør den næsten 50 procent effektiv, mellem 45 og 50 procent effektiv. Og jeg er virkelig begejstret for dette, fordi det er en meget kompakt kerne. Smeltede salt reaktorer er meget kompakte af natur, men det der også er fedt er at man får meget mere elektricitet ud i forhold til hvor meget uran man fissionerer, for ikke at nævne det faktum at disse brænder. Deres burn-up er meget højere. For den givne mængde brændstof man putter i reaktoren, bliver der brugt meget mere af det.
So it's a molten salt reactor. It has a core, and it has a heat exchanger from the hot salt, the radioactive salt, to a cold salt which isn't radioactive. It's still thermally hot but it's not radioactive. And then that's a heat exchanger to what makes this design really, really interesting, and that's a heat exchanger to a gas. So going back to what I was saying before about all power being produced -- well, other than photovoltaic -- being produced by this boiling of steam and turning a turbine, that's actually not that efficient, and in fact, in a nuclear power plant like this, it's only roughly 30 to 35 percent efficient. That's how much thermal energy the reactor's putting out to how much electricity it's producing. And the reason the efficiencies are so low is these reactors operate at pretty low temperature. They operate anywhere from, you know, maybe 200 to 300 degrees Celsius. And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius, which means the higher the temperature you go to, thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies. And this reactor doesn't use water. It uses gas, so supercritical CO2 or helium, and that goes into a turbine, and this is called the Brayton cycle. This is the thermodynamic cycle that produces electricity, and this makes this almost 50 percent efficient, between 45 and 50 percent efficiency. And I'm really excited about this, because it's a very compact core. Molten salt reactors are very compact by nature, but what's also great is you get a lot more electricity out for how much uranium you're fissioning, not to mention the fact that these burn up. Their burn-up is much higher. So for a given amount of fuel you put in the reactor, a lot more of it's being used.
Og problemet med et traditionelt atomkraftværk som dette er, at man har disse stave der er beklædte med zirconium, og indeni dem er uran dioxid brændstof kugler. Jamen, uran dioxid er keramisk, og keramisk kan ikke lide at frigive det der er inden i det. Så man har det man kaldes en xenonbrønd, og nogle af disse fissionsprodukter elsker neutroner. De elsker neutronerne der er i gang og hjælper med at få denne reaktion til at finde sted. Og de spiser dem, hvilket betyder at, kombineret med den faktum at beklædningen ikke holder særlig længe, kan man kun køre en af disse reaktorer i groft set, 18 måneder uden at genoptanke den. Disse reaktorer kører i 30 år uden at skulle genoptanke, hvilket er, efter min mening, meget, meget utroligt, fordi det betyder at det er et lukket system. Skal man ikke tanke op, betyder det at man kan forsegle dem og der vil ikke være nogen fare for spredning, og der kommer ikke til at være noget hverken nukleart materiale eller radiologisk materiale der bliver spredt fra deres kerne.
And the problem with a traditional nuclear power plant like this is, you've got these rods that are clad in zirconium, and inside them are uranium dioxide fuel pellets. Well, uranium dioxide's a ceramic, and ceramic doesn't like releasing what's inside of it. So you have what's called the xenon pit, and so some of these fission products love neutrons. They love the neutrons that are going on and helping this reaction take place. And they eat them up, which means that, combined with the fact that the cladding doesn't last very long, you can only run one of these reactors for roughly, say, 18 months without refueling it. So these reactors run for 30 years without refueling, which is, in my opinion, very, very amazing, because it means it's a sealed system. No refueling means you can seal them up and they're not going to be a proliferation risk, and they're not going to have either nuclear material or radiological material proliferated from their cores.
Men lad os kigge på sikkerhed igen, fordi alle folk skulle efter Fukushima revurdere sikkerheden ved kernekraft, og en af de ting som jeg satte mig for da jeg designede en reaktor, var at den skulle være sikker både passivt og i sig selv, og jeg er virkelig begejstret for denne reaktor, dybest set på grund af to ting. Et, den opererer ikke under højt tryk. Traditionelle reaktorer som en trykbaseret vand reaktor eller kogende vand reaktor, det er meget, meget varmt vand under meget højt tryk, og det betyder, dybest set, at i tilfælde af et uheld, hvis der er nogen form for brud på de rustfrie trykkamre, så vil kølevæsken forsvinde fra kernen. Disse reaktorer opererer dybest set ved atmosfærisk tryk, så der er ikke nogen tendens til at fissions produkter forlader reaktorer i tilfælde af et uheld. Og, de opererer ved høje temperaturer, og brændstoffet er smeltet, så de kan ikke nedsmelte, men for det tilfælde at reaktoren kommer uden for sine tolerancer, eller man mistede strømmen på stedet ligesom Fukushima, er der en tank. Fordi ens brændstof er flydende, og det er kombineret med ens kølevæske, kunne man faktisk bare tømme kernen ned i det der hedder en sub-kritisk indstilling, dybest set en tank under reaktoren der har nogle neutronabsorbere. Og dette er virkelig vigtigt, fordi reaktionen stopper. Men denne slags reaktor, kan man ikke gøre det. Brændstoffet, som jeg sagde, er keramisk inden i brændselsstave af zirconium, og i tilfælde af et uheld i en reaktor af denne type, Fukushima og Three Mile Island -- ser man tilbage på Three Mile Island, så så vi ikke dette i lang tid -- men zirconiumbeklædninger på brændselsstavene, det der sker er, når de ser vand under højt tryk, damp, i et oxiderende miljø, vil de faktisk producere hydrogen, og den hydrogen har en eksplosiv kapabilitet til at frigive fissionsprodukter. Kernen af denne reaktor, siden den ikke er under tryk og ikke har denne kemiske reaktivitet, betyder det at der ikke er nogen tilbøjelighed til at fissionsprodukterne forlader denne reaktor. Selv i tilfælde af et uheld, ja, reaktoren er måske færdig, hvilket er, I ved, ærgerligt for energiselskabet, men vi kommer ikke til at forurene store landområder. Jeg tror virkelig at vi i løbet af de næste, lad os sige, 20 år det vil tage os at få fusion og gøre fusion til en realitet, kunne dette være den kilde til energi som forsyner kulstoffri elektricitet. Kulstoffri elektricitet.
But let's go back to safety, because everybody after Fukushima had to reassess the safety of nuclear, and one of the things when I set out to design a power reactor was it had to be passively and intrinsically safe, and I'm really excited about this reactor for essentially two reasons. One, it doesn't operate at high pressure. So traditional reactors like a pressurized water reactor or boiling water reactor, they're very, very hot water at very high pressures, and this means, essentially, in the event of an accident, if you had any kind of breach of this stainless steel pressure vessel, the coolant would leave the core. These reactors operate at essentially atmospheric pressure, so there's no inclination for the fission products to leave the reactor in the event of an accident. Also, they operate at high temperatures, and the fuel is molten, so they can't melt down, but in the event that the reactor ever went out of tolerances, or you lost off-site power in the case of something like Fukushima, there's a dump tank. Because your fuel is liquid, and it's combined with your coolant, you could actually just drain the core into what's called a sub-critical setting, basically a tank underneath the reactor that has some neutrons absorbers. And this is really important, because the reaction stops. In this kind of reactor, you can't do that. The fuel, like I said, is ceramic inside zirconium fuel rods, and in the event of an accident in one of these type of reactors, Fukushima and Three Mile Island -- looking back at Three Mile Island, we didn't really see this for a while — but these zirconium claddings on these fuel rods, what happens is, when they see high pressure water, steam, in an oxidizing environment, they'll actually produce hydrogen, and that hydrogen has this explosive capability to release fission products. So the core of this reactor, since it's not under pressure and it doesn't have this chemical reactivity, means that there's no inclination for the fission products to leave this reactor. So even in the event of an accident, yeah, the reactor may be toast, which is, you know, sorry for the power company, but we're not going to contaminate large quantities of land. So I really think that in the, say, 20 years it's going to take us to get fusion and make fusion a reality, this could be the source of energy that provides carbon-free electricity. Carbon-free electricity.
Og det er en fantastisk teknologi, fordi ikke nok med at det bekæmper klimaforandringerne, men det er en innovation. Det er en måde til at bringe energi til den udviklende verden, fordi det bliver produceret i en fabrik og det er billigt. Man kan sætte dem hvor som helst i verden.
And it's an amazing technology because not only does it combat climate change, but it's an innovation. It's a way to bring power to the developing world, because it's produced in a factory and it's cheap. You can put them anywhere in the world you want to.
Og måske noget andet. Som barn var jeg besat af verdensrummet. Det vil sige, jeg var også besat af nuklear videnskab, til et vist punkt, men inden det var jeg besat af verdensrummet, og jeg var virkelig begejstret for, I ved, at være astronaut og designe raketter, hvilket var noget der altid begejstrede mig. Men jeg tror jeg får lov til at vende tilbage til dette, fordi forestil jer at have en kompakt reaktor i en raket, der producerer 50 til 100 megawatt. Det er raket designerens drøm. Det er nogen der designer et levested på en anden planets drøm. Ikke nok med at man har 50 til 100 megawatt til at drive det der giver en fremdrift til hvor man skal hen, men man har også energi når man når frem. I ved, raket designere der bruger solpaneler eller brændselsceller, jeg mener et par watt eller kilowatt -- wow, det er meget energi. Jeg mener, nu taler vi om 100 megawatt. Det er masser af energi. Det kunne drive et helt marsboersamfund. Det kunne drive raketten derhen. Så jeg håber at jeg måske får en mulighed for på en måde at udforske min passion for raketter samtidig med at jeg udforsker min passion for det nukleare.
And maybe something else. As a kid, I was obsessed with space. Well, I was obsessed with nuclear science too, to a point, but before that I was obsessed with space, and I was really excited about, you know, being an astronaut and designing rockets, which was something that was always exciting to me. But I think I get to come back to this, because imagine having a compact reactor in a rocket that produces 50 to 100 megawatts. That is the rocket designer's dream. That's someone who is designing a habitat on another planet's dream. Not only do you have 50 to 100 megawatts to power whatever you want to provide propulsion to get you there, but you have power once you get there. You know, rocket designers who use solar panels or fuel cells, I mean a few watts or kilowatts -- wow, that's a lot of power. I mean, now we're talking about 100 megawatts. That's a ton of power. That could power a Martian community. That could power a rocket there. And so I hope that maybe I'll have an opportunity to kind of explore my rocketry passion at the same time that I explore my nuclear passion.
Og mennesker siger, "Jamen, okay, vi har opsendt denne ting, og den er radioaktiv, ud i verdensrummet, og hvad med uheld?" Men vi opsendt plutonium batterier hele tiden. Alle var virkelig begejstrede for Curiosity, og den havde dette store plutoniumbatteri om bord der har plutonium-238, hvilket faktisk har en højere specifik aktivitet end det mindre berigede uranbrændstof i disse smeltede salt reaktorer, hvilket betyder at effekterne ville være ubetydelige, fordi man sender den kold op, og når den kommer ud i verdensrummet er det faktisk der man aktiverer denne reaktor.
And people say, "Oh, well, you've launched this thing, and it's radioactive, into space, and what about accidents?" But we launch plutonium batteries all the time. Everybody was really excited about Curiosity, and that had this big plutonium battery on board that has plutonium-238, which actually has a higher specific activity than the low-enriched uranium fuel of these molten salt reactors, which means that the effects would be negligible, because you launch it cold, and when it gets into space is where you actually activate this reactor.
Så jeg er virkelig begejstret. Jeg mener at jeg har denne reaktor der kan være en innovativ energikilde, der kan levere energi til alle mulige fede videnskabelige formål, og jeg er virkelig forberedt på at gøre dette. Jeg blev færdig på gymnasiet i maj, og -- (Latter) (Bifald) -- jeg blev færdig på gymnasiet i maj, og jeg besluttede at jeg ville starte et firma til at kommercialisere disse teknologier som jeg har udviklet, disse revolutionerende detektorer til at skanne lastcontainere og disse systemer til at producere medicinske isotoper, men jeg vil gøre dette, og jeg har langsomt opbygget et team af nogle af de mest utrolige mennesker jeg nogensinde har haft chancen for at arbejde med, og jeg er virkelig klar på at gøre dette til en virkelighed. Og jeg mener, jeg mener, at når man ser på denne teknologi, vil den være billigere end eller den samme pris som naturgas, og man skal ikke tanke den op før om 30 år, hvilket er en fordel for den udviklingslandene.
So I'm really excited. I think that I've designed this reactor here that can be an innovative source of energy, provide power for all kinds of neat scientific applications, and I'm really prepared to do this. I graduated high school in May, and -- (Laughter) (Applause) — I graduated high school in May, and I decided that I was going to start up a company to commercialize these technologies that I've developed, these revolutionary detectors for scanning cargo containers and these systems to produce medical isotopes, but I want to do this, and I've slowly been building up a team of some of the most incredible people I've ever had the chance to work with, and I'm really prepared to make this a reality. And I think, I think, that looking at the technology, this will be cheaper than or the same price as natural gas, and you don't have to refuel it for 30 years, which is an advantage for the developing world.
Og jeg vil bare sige endnu en måske filosofisk ting til at slutte af med, hvilket er mærkeligt for en forsker. Men jeg mener at der er noget virkelig poetisk ved at bruge kernekraft til at drive os ud blandt stjernerne, fordi stjernerne er gigantiske fusionsreaktorer. De er kæmpestore nukleare heksekedler i himlen. Den energi som jeg er i stand til at tale til jer i dag, mens den blev lavet om til kemisk energi i min mad, kom det oprindeligt fra en kernereaktion, og der er noget poetisk om, efter min mening, at perfektionere nuklear fission og at bruge det som en fremtidig kilde til innovativ energi.
And I'll just say one more maybe philosophical thing to end with, which is weird for a scientist. But I think there's something really poetic about using nuclear power to propel us to the stars, because the stars are giant fusion reactors. They're giant nuclear cauldrons in the sky. The energy that I'm able to talk to you today, while it was converted to chemical energy in my food, originally came from a nuclear reaction, and so there's something poetic about, in my opinion, perfecting nuclear fission and using it as a future source of innovative energy.
Mange tak.
So thank you guys.
(Bifald)
(Applause)