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.
Egy komoly bejelentést szeretnék ma tenni, és nagyon izgatott vagyok e miatt. Lehet, hogy egy kicsit meglepő lesz azok számára, akik ismerik a kutatásaimat, és tudják, hogy mire jutottam eddig. Megpróbáltam megoldani néhány igazi, nagy problémát: terrorelhárítás, nukleáris terrorizmus, egészségügy, a rák diagnosztizálása és kezelése, de ahogy elkezdtem ezeken a problémákon gondolkozni, rájöttem, hogy az előttünk álló igazán nagy probléma, ami az összes többi probléma hátterében áll, az az energia, az elektromosság, az elektronok áramlása. Ezért elhatároztam, hogy megpróbálom ezt a problémát megoldani.
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.
Ez valószínűleg nem az, amire önök számítottak. Valószínűleg azt várják tőlem, hogy a magfúzióról beszéljek, mert életem nagy részében ezzel foglalkoztam. De ez az előadás valójában, jó, rendben -- (Nevetés) -- ez valójában a maghasadásról fog szólni. Egy régi dolognak a tökéletesítéséről, egy régi dolognak a 21. századi reneszánszáról.
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.
Beszéljünk egy kicsit a maghasadás működéséről. Egy atomerőműben van egy nagy víztartály, magas nyomás alatt, van egy csomó cirkónium burkolatú fűtőelemrúd, melyek az urán-dioxid fűtőanyagot granulátum formájában tartalmazzák. A kontrollált és megfelelő szinten tartott maghasadási reakció vizet melegít, a víz gőzzé alakul, a gőz meghajtja a turbinát, ami pedig elektromosságot termel. Pontosan ugyanígy, ilyen gőzturbinás megoldással termeljük az áramot 100 éve, és bár a nukleáris energia hatalmas fejlődés volt a víz felforralása terén, de a vízforralás maga, és a gőzturbina használata mit sem változott.
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.
Elgondolkoztam rajta, hogy vajon ez-e erre a legjobb módszer. Ennyi volt ebben a maghasadásos dologban, vagy lehet esetleg itt még valami újat kitalálni? Aztán rájöttem, hogy valami olyanba botlottam, ami hatalmas lehetőséget rejt a világ megváltoztatására. Íme, erről beszélek.
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.
Ez egy kisméretű, moduláris reaktor. Tehát nem olyan nagy, mint amit ezen az ábrán látnak. Teljesítménye 50-100 megawatt. Ami azonban rettentő sok energia. Ez kb. annyi energia, ami elegendő 25-100 ezer átlagos fogyasztású háztartás ellátásához. És az az igazán érdekes ezekben a reaktorokban, hogy egy gyárban készülnek. Ezek olyan moduláris reaktorok, amelyeket gyakorlatilag szerelősoron gyártanak, és aztán a világ bármely pontjára elszállíthatók, ott telepíthetők, aztán már termelik is az áramot. Ez a terület itt, ez a reaktor.
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.
A földbe van temetve, ami nagyon fontos dolog. Azoknak, aki foglalkozott terrorelhárítással, nem kell külön hangsúlyoznom, hogy biztonsági és proliferációs szempontból micsoda előny, ha egy ilyen dolog a föld alá van temetve.
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.
A reaktor belsejében sóolvadék van, ami a tóriumrajongókat nagy izgalomba hozná, ugyanis ezek a reaktorok elég jól teljesítenek a izotópszaporítás, a tóriumciklus, vagyis az urán-233 előállítása tekintetében.
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.
Én azonban nem igazán aggódom a fűtőanyag miatt. Ezzel nem lesz gond -- ezek a reaktorok mindenevők, nagyon kedvelik a szegényített hasadóanyagot, szóval a visszahigított, magas dúsítású uránt és fegyverminőségű plutóniumot. Azt, ami annyira fel van higítva, hogy nukleáris fegyvernek nem alkalmas, és ezek a reaktorok imádják ezt a cuccot. És ebből egy csomó van mindenfelé, ami mellesleg egy nagy probléma. A hidegháború alatt ugyanis felhalmoztuk a nukleáris fegyvereknek ezt a hatalmas arzenálját, ami akkoriban remek dolog volt, de most, hogy már nincs szükségünk rájuk, nem tudunk mit kezdeni ezzel a rengeteg szeméttel. Mit kezdjünk az atomfegyverek tömkelegével? Nos hát, remek volna, ha biztonságba tudnánk helyezni, és el tudnánk égetni, fel tudnánk használni őket, ez a reaktor pedig imádja ezeket az anyagokat.
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.
Ez tehát egy sóolvadékos reaktor. Áll egy reaktormagból, és egy hőcserélőből a radioaktív, "forró" só, és a nem radioaktív, "hideg" só között. Termikus értelemben persze ez is forró, de nem radioaktív. És pontosan ez a hőcserélő teszi ezt a megoldást igazán, igazán érdekessé, mert ez egy gázos hőcserélő. Ha visszatérünk arra, amit a termelt energiáról mondtam, amit -- eltérően fotoelektromos energiától -- ezzel a gőzturbinás rendszerrel termelnek, annak a hatásfoka nagyon alacsony, például egy ilyen atomerőmű hatásfoka mindössze 30-35% körül van. Ez az jelenti, hogy mennyi hőenergiát bocsát ki a reaktor a termelt elektromos energiához képest Ennek az alacsony hatásfoknak az oka az, hogy ezek a reaktorok igen alacsony hőmérsékleten üzemelnek. A működési tartományuk valahol 200 és 300 Celsius fok között van. Ezek a reaktorok viszont 6-700 fokon működnek, ami azt jelenti, hogy minél magasabb hőmérsékleten vagyunk, a termodinamika szerint annál magasabb hatásfok érhető el. Ráadásul ez a reaktor nem vízzel működik. Gázokat használ: kritikus hőmérséklet feletti szén-dioxid, vagy hélium lép be a turbinákba, az ún. Brayton-körfolyamat szerint. Ez az elektromosságot termelő termodinamikai körfolyamat, ami 50 százalékkal magasabb hatásfokot eredményez, azaz 45-50%-os hatásfokot. Ez számomra rendkívül izgalmas, mert ez egy nagyon kompakt maggal lehet elérni. A sóolvadékos reaktorok eredendően igen kompakt rendszerek, és ami igazán jó bennük, az az, hogy az urán bomlásából sokkal több elektromosságot képesek kinyerni, nem is beszélve a magasabb kiégési fokukról. A kiégés mértéke sokkal magasabb. Tehát a reaktorba helyezett adott mennyiségű fűtőanyag jóval nagyobb arányban hasznosítható.
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.
Az ilyen, hagyományos atomerőművekkel az a probléma, hogy ilyen cirkónium-bevonatú rudakat tartalmaz, amelyek urán-dioxid fűtőanyag-granulátum van. Tehát az urán-dioxid kerámiába van ágyazva, a kerámia pedig nem igazán bocsátja ki a belsejében lévő anyagot. Itt ún. xenonbuborékok alakulnak ki, és e bomlási termékek némelyike imádja a neutronokat. Imádják a neutronáramot, amely fenntartja e reakciót. Nos, ezek elnyelik a neutronokat, ami azzal együtt, hogy a burkolat sem túlságosan hosszú életű, azt jelenti, hogy ezek a reaktorok újratöltés nélkül mondjuk legfeljebb 18 hónapig képesek működni. Ezek a reaktorok viszont 30 évig is képesek egy fűtőanyaggal működni, ami szerintem rendkívül figyelemre méltó, mert ez azt jelenti, hogy ez egy légmentesen zárt rendszer. Hogy nincs újratöltés, az azt jelenti, hogy lezárható, így nem fenyeget a kiszóródás kockázata, tehát nem fog sem nukleáris, sem radiológiai anyag kiszóródni a reaktormagból.
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.
De térjünk vissza a biztonságra, mert Fukushima után mindenkinek felül kell vizsgálnia a nukleáris biztonságot, és ezért amikor egy reaktort tervezek, az elsődleges szempont, hogy passzívan, eredendően biztonságos legyen Ezért ez a reaktor engem két lényeges szempontból is izgat. Az egyik, hogy nem magas nyomáson működik. A hagyományos reaktorok, mint a nyomottvizes, vagy a forróvizes reaktor, nagyon forró vizet használnak, igen magas nyomáson, ami azt jelenti, hogy baleset bekövetkezésekor, ha bármilyen módon megsérül ez a rozsdamentes acélból készült nyomásálló tartály, akkor a hűtőközeg ki tud jutni a reaktormagból. Ezek a reaktorok viszont gyakorlatilag atmoszferikus nyomáson működnek, ezért nem hajlamosak arra, hogy balesetek alkalmával hasadási termékeket juttassanak a környezetükbe. A másik dolog a magas üzemi hőmérsékletük, ahol a fűtőanyag olvadt állapotú, így nem tud leolvadni, és a reaktor mégis kilépne az üzemi tartományból, vagy a Fukushimához hasonló külső hatások érnék, rendelkeznek egy puffertartállyal. Mivel a fűtőanyag cseppfolyós, és a hűtőközeggel van keverve, a reaktormag egyszerűen leengedhető a szub-kritikus zónába, ami tulajdonképpen egy, valamilyen neutronelnyelő anyaggal feltöltött tartály a reaktortest alatt. És ez nagyon fontos, mert így a reakció leáll. A régi fajta reaktorokban ezt nem lehet megoldani. A fűtőanyag, ahogy mondtam, a cirkóniumrudak belsejében lévő kerámia, és ezeknél a reaktoroknál, amilyen például a fukushimai vagy a Three Mile Island-i, egy baleset bekövetkezésekor -- gondoljunk csak Three Mile Island-re, ahol ezt egy ideig nem is tudtuk -- a fűtőanyagrudak cirkóniumbevonata nagy nyomású vízzel, vagy gőzzel érintkezve egy oxidáló környezetben hidrogént fejleszt, a robbanásveszélyes hidrogén pedig hasadási termékeket szabadíthat fel. Mivel tehát a reaktormag nincs nyomás alatt, és ilyen kémiai reakciókra nem hajlamos, nem áll fenn a veszélye annak, hogy a bomlási termékek kilépjenek a reaktorból. Így még egy baleset bekövetkezésekor, amikor a reaktor "besül", ami persze nagyon sajnálatos az áramszolgáltató számára, környezetszennyezés nem történik. Én igazán hiszek benne, hogy mondjuk a következő 20 évben eljutunk a fúzióig, és a fúziós energia valósággá válik, és olyan energiaforrássá válik, ami szénmentes energiával lát el bennünket. Szénmentes elektromossággal!
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.
És ez a technológia azért is csodálatos, mert nem csak klímaváltozás elleni harcot segíti, de innovációként is kiváló. Segít eljuttatni az energiát a fejlődő világba, mert gyárban előállítható, és olcsó. Bárhol a világon telepíthető, ahol csak akarjuk.
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.
És van itt még valami. Gyermekkoromban a világűr megszállottja voltam. Persze a nukleáris tudományért is rajongtam bizonyos fokig, de ezt megelőzően a világűr izgatott, és rettenetesen odavoltam azért, hogy űrhajós legyek, vagy űrhajókat tervezzek. Ez mindig nagyon izgatta a fantáziámat. Azt hiszem, most vissza kell hogy térjek ehhez, mert elképzeltem egy űrhajót egy kompakt reaktorral, ami 50-100 megawatt energiát termel. Ez az űrhajótervezők álma. Ez a más bolygók benépesítését tervezők álma. Van 50-100 megawattod, amit nem csak akkor használhatsz, amíg odajuttatsz valamit, de akkor is, amikor már ott vagy. A néhány wattos vagy kilowattos napelemeket vagy üzemanyagcellákat használó tervezők számára -- ez rengeteg energia! 100 megawattról beszélünk ám! Az iszonyat sok energia. Alkalmas lenne egy marsi kolónia energiával való ellátására. Képes lenne odarepíteni egy űrhajót. Remélem, hogy egyszer majd lehetőségem lesz az űrhajókkal kapcsolatos szenvedélyemnek és a nukleáris szenvedélyemnek együttesen hódolni.
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.
Az emberek pedig azt mondják majd: "Remek, hogy fellőtted ezt a dolgot, ezt a radioaktív cuccot az űrbe, de mi van, ha baleset történik?" Miközben egyfolytában plutónium-elemeket lövöldözünk fel. Mindenkit rendkívüli módon érdekelt a Curiosity, pedig ennek a fedélzetén egy nagy plutónium-elem található, plutónium-238-cal, aminek a fajlagos aktivitása magasabb az ezekben a sóolvadékos reaktorokban használt alacsony dúsítású uránénál, ami azt jelenti, hogy a hatás elhanyagolható lenne, mert a felbocsátás hidegen történik, és a reaktor aktiválására csak az űrben kerül sor.
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.
Tehát én rendkívül izgatott vagyok. Azt hiszem, terveztem egy reaktort, ami olyan innovatív energiaforrás lehet, ami kiváló ehhez hasonló tudományos alkalmazások számára, és én készen állok a megvalósításra. Májusban fejeztem be a középiskolát, és -- (Nevetés) (Taps) -- tehát májusban fejeztem be a középiskolát, és elhatároztam, hogy alapítok egy céget az általam kifejlesztett technológiák értékesítésére: forradalmi detektorok teherkonténerek ellenőrzéséhez, orvosi izotópokat gyártó rendszerek, de inkább ezzel akarok foglalkozni, és lassan felépítettem egy olyan emberekből álló csapatot, akikhez hasonlóval soha nem találkoztam, és készen állok az álmomat valóra váltani. Azt hiszem, erről a technológiáról elmondható, hogy olcsóbb lesz - vagy nem lesz drágább - mint a földgáz, és 30 évig nem igényel újabb fűtőanyagot, ami nagyon előnyös a fejlődő világ számára.
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.
Végezetül hadd mondjak egy filozofikusnak tűnő gondolatot, ami egy tudósnak talán különösnek hat. De azt hiszem, van valami költői abban, hogy nukleáris energiával jutunk a csillagokig, mivel ezek a csillagok maguk is gigantikus fúziós reaktorok. Óriási nukleáris kohók az égbolton. Az az energia, amivel önöknek beszélhetek ma, és ami az ebédem kémiai energiájából alakult át, az eredetileg nukleáris reakcióból származik, így tehát szerintem van valami költői a maghasadási technológia tökéletesítésében, és a jövő innovatív energiaforrásaként való használatában.
So thank you guys.
Köszönöm!
(Applause)
(Taps)