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.
Eh bien, j'ai une grande nouvelle à vous annoncer aujourd'hui, et je suis vraiment heureux. Et c'est peut-être un peu une surprise pour beaucoup d'entre vous qui connaissent ma recherche et ce que j'ai bien fait. J'ai vraiment essayé de résoudre certains grands problèmes : la lutte contre le terrorisme, le terrorisme nucléaire, les soins de santé et le diagnostic et le traitement du cancer, mais j'ai commencé à penser à tous ces problèmes, et j'ai réalisé que le plus gros problème auquel nous sommes confrontés, tous ces problèmes se résument à l'énergie, l'électricité, le flux d'électrons. Et j'ai décidé que j'allais essayer de résoudre ce problème.
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.
Et ce n'est probablement pas ce que vous vous attendez. Vous vous attendez probablement que je vienne ici et je parle de fusion, parce que c'est ce que j'ai fait toute ma vie. Mais en fait c'est une intervention sur, d'accord - (Rires) -- mais c'est en fait une intervention sur la fission. Il s'agit de perfectionner quelque chose de vieux, et apporter quelque chose de vieux dans le 21ème siècle.
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.
Parlons un peu du fonctionnement de la fission nucléaire. Dans une centrale nucléaire, vous avez une grande casserole d'eau sous haute pression, et vous avez des barres de combustible, et ces barres de combustible sont revêtues de zirconium, ce sont des petites boulettes de combustible au dioxyde d'uranium, et une réaction de fission est contrôlée et maintenue à un niveau approprié, cette réaction réchauffe l'eau, l'eau se transforme en vapeur, la vapeur fait tourner la turbine, et vous produisez de l'électricité. C'est de cette façon que nous avons produit l'électricité pendant 100 ans, l'idée de la turbine à vapeur, et le nucléaire était vraiment une grande innovation comme système de réchauffement de l'eau, mais il s'agit toujours de faire bouillir de l'eau qui se transforme en vapeur et fait tourner la turbine.
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.
J'ai pensé, est-ce la meilleure façon de le faire ? La fission est-elle morte ou est-il encore possible d'innover ? Et j'ai réalisé que j'avais touché à quelque chose qui je pense à un énorme potentiel pour changer le monde. Et voici ce que je veux dire.
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.
Voici un petit réacteur modulaire. Il n'est pas aussi grand que le réacteur que vous voyez sur le schéma ici. Il fait entre 50 et 100 mégawatts. Mais c'est une tonne de puissance. Par exemple lors d'une utilisation normale, ça pourrait alimenter 25 000 à 100 000 maisons. La chose vraiment intéressante de ces réacteurs c'est qu'ils sont construits dans une usine. Ce sont donc des réacteurs modulaires qui sont construits essentiellement sur une chaine de montage, et ils sont transportés par camion partout dans le monde, vous les déchargez, et ils produisent de l'électricité. Cette zone-là c'est le réacteur.
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.
On l'enterre, ce qui est vraiment important. Pour quelqu'un qui a autant travaillé pour la lutte contre le terrorisme, je ne peux louer les avantages de les avoir enfouis sous terre pour la prolifération et les problèmes de sécurité.
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.
Et à l'intérieur ce réacteur est un sel fondu, si vous êtes fan du thorium, ça vous plaira parce que ces réacteurs sont vraiment bons dans la reproduction et dans le cycle de combustion du thorium, uranium-233.
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.
Mais le combustible ne m'inquiète pas. Il consomment beaucoup, ils aiment vraiment les carrières d’armes appauvries, c'est à dire de l'uranium hautement enrichi et du plutonium à usage militaire qui a été appauvris. Ils sont faits de sorte qu'ils ne soient pas utilisables comme arme nucléaire, mais ils adorent ce genre de choses. Nous en avons beaucoup qui est inutilisé, parce qu'il représente un gros problème. Pendant la Guerre Froide, nous avons construit cet énorme arsenal d'armes nucléaires, et c'était super, et nous n'en n'avons plus besoin, et qu'allons-nous faire avec tous les déchets ? Qu'allons-nous faire avec toutes les fosses de ces armes nucléaires ? Eh bien, nous les sécurisons, et ce serais bien si nous pouvions les brûler, les faire dévorer, par ce réacteur qui aime ce genre de choses.
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.
Il s'agit donc d'un réacteur à sel fondu. Il possède un noyau, et il a un échangeur de chaleur à partir du sel chaud, d'un sel radioactif, à un sel froid, qui n'est pas radioactif. Il est toujours chaud mais il n'est pas radioactif. C'est un échangeur de chaleur qui rend cette conception vraiment, vraiment intéressante, et qui a un échangeur de chaleur avec un gaz. Pour en revenir à ce que je disais avant sur la puissance produite -- hormis le photovoltaïque -- par ce point d'ébullition de la vapeur et faisant tourner une turbine, ce n’est en fait pas si efficace, et en fait, dans une centrale nucléaire de ce genre, il n'est efficace qu'à environ 30 à 35 pour cent. C'est la quantité d'énergie thermique qui ressort du réacteur par rapport à la quantité d'énérgie produite. Et la raison pour laquelle les rendements sont si bas est que ces réacteurs fonctionnent à très basse température. Ils fonctionnent entre 200 et 300 degrés Celsius. Et ces réacteurs fonctionnent à 600 à 700 degrés Celsius, ce qui signifie qu’à hautes températures la thermodynamique vous dit que vous allez avoir des rendements plus élevés. Et ce réacteur n’utilise pas d'eau. Il utilisent du gaz, le CO2 et l'hélium qui sont si essentiel, tout cela va dans la turbine, et c'est ce qu'on appelle le cycle de Brayton. C'est le cycle thermodynamique qui produit de l'électricité, ce qui le rend efficace presque à 50 pour cent, entre 45 et 50 pour cent d'efficacité. Et j'en suis vraiment enthousiaste, parce que c'est un noyau très compact. Les réacteurs à sels fondus sont très compacts par nature, mais ce qui est bien, c'est qu'on en obtient beaucoup plus d'électricité pour la quantité d'uranium que vous fissionnez, pour ne pas mentionner le fait que tout ceci brule. Son taux de combustion est beaucoup plus élevé. Donc, pour une quantité donnée de carburant que vous mettez dans le réacteur, il en utilise beaucoup plus.
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.
Et le problème avec une centrale électrique à énergie nucléaire comme celle-ci est que vous avez ces tiges revêtues de zirconium, et à l'intérieur vous avez des boulettes de combustible de dioxyde d'uranium. Le dioxyde d'uranium est une céramique, et la céramique n'aime pas libérer ce qui est à l'intérieur. Donc, vous avez ce qu'on appelle l'empoisonnement au xénon et certains de ces produits de fission aiment les neutrons. Ils aiment les neutrons qui aident à déclencher cette réaction. Ils les réchauffent, ce qui signifie que, combiné avec le fait que le revêtement ne dure pas très longtemps, vous ne pouvez faire fonctionner qu'un seul de ces réacteurs pour à peu près, disons, 18 mois sans ajouter de carburant. Donc, ces réacteurs fonctionnent pendant 30 ans sans ravitaillement, ce qui est, à mon avis, formidable. parce que ça signifie que c'est un système fermé. Pas de ravitaillement signifie que vous pouvez les sceller et ils n'auront aucun risque de prolifération, et aucune substance nucléaires ou radiologiques ne sortira des noyaux.
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.
Mais revenons sur la sécurité, parce que tout le monde après Fukushima a dû réévaluer la sécurité du nucléaire, et quand j'ai décidé de concevoir un réacteur nucléaire une des choses était qu'il devait être passivement et intrinsèquement sûr, et je suis vraiment enthousiaste de ce réacteur pour deux raisons. Premièrement, il ne fonctionne pas à une pression élevée. Donc les réacteurs traditionnels comme un réacteur à eau pressurisée ou un réacteur à eau bouillante, marchent à l'eau très, très chaude à des pressions très élevées, ce qui signifie, essentiellement, en cas d'accident, en cas de brèche de ce réservoir sous pression en acier inoxydable, que le liquide de refroidissement quitterait le noyau. Ces réacteurs fonctionnent à pression atmosphérique, il n'y a donc aucune tendance des produits de fission à quitter le réacteur en cas d'accident. De plus, ils fonctionnent à des températures élevées, et le combustible est fondu, donc ils ne peuvent pas fondre, mais le cas où le réacteur sortait des limites de tolérances, ou si le courant de l'extérieure manquait comme dans le cas de Fukushima, il y a un bac de réception. Parce que votre combustible est liquide, et il est combiné avec le liquide de refroidissement, vous pourriez juste vider le noyau dans ce qu'on appelle une situation non-critique, essentiellement un réservoir en dessous du réacteur qui a des neutrons absorbeurs. Ce qui est vraiment important, parce que la réaction s'arrête. Dans ce type de réacteur, vous ne pouvez pas le faire. Comme je disais, le carburant est en céramique dans des barres de combustible en zirconium, et en cas d'accident dans un de ces types de réacteurs, Fukushima et Three Mile Island -- repensant à Three Mile Island, nous ne l'avons pas vraiment vu pendant un moment -- mais ces revêtements en zirconium sur ces barres de combustible, ce qui se passe est que, quand ils voient l'eau à haute pression, la vapeur d'eau, dans un environnement oxydant, ils vont en fait produire de l'hydrogène, et cet hydrogène a cette capacité explosive à libérer des produits de fission. Ainsi dans le noyau du réacteur, puisque il n'est pas sous pression et il ne dispose pas de cette réactivité chimique, les produits de la fission n'ont aucune tendance à quitter ce réacteur. Donc, même en cas d'accident, le réacteur pourrait en rester endommagé, ce qui est dommage pour la compagnie d'électricité, mais nous ne contaminons pas des larges étendues de terre. Je pense donc vraiment que, les 20 prochaines années nous mènerons à la fusion et rendrons la fusion une réalité, ce pourrait être la source d'énergie qui nous fournira l'électricité sans carbone. Electricité sans carbone.
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.
C'est une technologie formidable parce que non seulement elle lutte contre le changement climatique, mais c'est une innovation. C'est une façon d'amener l'électricité dans les pays en développement, car elle est fabriquée dans une usine et elle n'est pas chère. Vous pouvez les mettre n'importe où dans le monde.
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.
Et peut-être même ailleurs. Enfant, j'étais obsédé par l'espace. J'étais obsédé par la science nucléaire aussi, à un certain moment, mais avant cela, j'étais obsédé par l'espace, et j'étais vraiment impatient d'être un astronaute et concevoir des fusées, qui est quelque chose qui m'a toujours enthousiasmé. Mais je pense y revenir. Imaginez d'avoir un réacteur compact dans une fusée qui produit 50 à 100 mégawatts. C'est le rêve des créateurs de fusées. C'est le rêve de qui conçoit un habitat sur une autre planète. Non seulement vous avez de 50 à 100 mégawatts pour alimenter tout ce que vous voulez et fournir la propulsion pour vous y rendre, mais il vous reste de l'énergie une fois que vous y arrivez. Les dessinateurs de fusées qui utilisent des panneaux solaires ou les piles à combustible, je veux dire quelques watts ou kilowatts -- ouah, c'est beaucoup de puissance. Nous parlons maintenant de 100 mégawatts. C'est une tonne de puissance. Ça pourrait alimenter une communauté de martiens. ça pourrait alimenter une fusée pour aller là-bas. J'espère donc avoir l'occasion d'explorer ma passion pour les fusées en même temps que j'explore ma passion pour le nucléaire.
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.
Les gens disent: « Oh, eh bien, tu as lancé cette chose, elle est radioactive, dans l'espace, et qu'en est-il des accidents ? » Mais nous lançons tout le temps des batteries de plutonium. Tout le monde était très enthousiaste de Curiosity, et il avait cette grosse batterie de plutonium à bord du plutonium-238, qui en fait a une activité spécifique plus élevée que le combustible à l'uranium faiblement enrichi de ces réacteurs à sels fondus, ce qui signifie que les effets seraient négligeables, parce que vous la lancez à froid, et vous n'activez réellement ce réacteur que quand il arrive dans l'espace.
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.
Je suis donc enthousiaste. Je pense que j'ai conçu ce réacteur qui peut être une source d'énergie innovante, qui peut fournir de l'énergie à toutes sortes d'applications scientifiques, et je suis vraiment prêt à le faire. J'ai obtenu mon diplôme en mai et - (Rires) (Applaudissements) -- j'ai fini mes études secondaires en mai, et j'ai décidé que j'allais créer une entreprise pour commercialiser ces technologies que j'ai développé, ces détecteurs révolutionnaires pour la numérisation des cargos et ces systèmes pour produire des isotopes médicaux, mais je veux le faire, et je suis en train de mettre en place lentement une équipe de personnes parmi les plus incroyables avec lesquelles j'ai eu la chance de travailler, et je suis vraiment prêt à en faire une réalité. Et je pense qu'en regardant la technologie, ce sera moins cher ou comparable au prix du gaz naturel, et pas besoin de réapprovisionner pendant 30 ans, ce qui est un avantage pour le monde en développement.
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.
Et je vais vous dire une chose peut-être plus philosophique pour finir, ce qui est bizarre pour un scientifique. Mais je pense qu'il y a quelque chose de vraiment poétique dans l'utilisation de l'énergie nucléaire pour nous propulser vers les étoiles, parce que les étoiles sont des réacteurs à fusion géants. Ce sont des chaudrons nucléaires géants dans le ciel. L'énergie dont je vous parle aujourd'hui, alors qu'elle a été convertie en énergie chimique dans ma nourriture, à l'origine elle provient d'une réaction nucléaire, il y a donc quelque chose de poétique, à mon avis, dans le perfectionnement de la fission nucléaire et dans son utilisation comme future source d'énergie innovante.
So thank you guys.
Merci donc à tous.
(Applause)
(Applaudissements)