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.
Saya punya pengumuman besar hari ini, dan saya benar - benar senang akan hal ini. Dan ini mungkin sedikit mengejutkan bagi kalian yang tahu penelitian saya dan apa yang telah sukses saya kerjakan. Saya mencoba untuk memecahkan masalah besar: antiterorisme, teroris nuklir, perawatan kesehatan, dan diagnosis dan perawatan kanker, tetapi saya mulai berpikir tentang semua masalah ini, dan menyadari bahwa masalah terbesar yang kita hadapi, asal dari semua masalah ini adalah, energi, listrik, aliran elektron. Dan saya memutuskan untuk mencoba memecahkan masalah ini.
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.
Dan ini mungkin bukan yang Anda harapkan. Anda mungkin mengharapkan saya berbicara mengenai reaksi fusi, karena itulah yang kebanyakan saya lakukan dalam hidup ini. Tetapi ini adalah presentasi tentang, baiklah -- (Suara tawa) - ini sebenarnya adalah presentasi tentang fisi. Tentang menyempurnakan hal yang sudah lama dan membawa hal yang sudah lama ini ke abad 21.
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.
Mari berbicara sedikit tentang bagaimana cara kerja fisi nuklir. Dalam reaktor nuklir ada satu bejana besar berisi air bertekanan tinggi, dan ada batangan bahan bakar dan bahan bakar ini dibungkus dalam zirconium, lalu ada tablet kecil bahan bakar uranium dioksida, dan reaktor fisi dikendalikan dan dijaga pada level yang sesuai dan reaksi itu memanaskan air, air berubah menjadi uap, uap memutar turbin, dan menghasilkan listrik. Ini adalah cara yang sama untuk menghasilkan listrik, dari turbin uap selama 100 tahun ini, dan nuklir adalah suatu kemajuan pesat untuk memanaskan air, tetapi Anda masih mendidihkan air menjadi uap dan memutar turbin.
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.
Dan saya berpikir, apakah ini cara terbaik untuk itu? Apakah tipe fisi hanya sampai di sana atau masih ada yang bisa dikembangkan? Dan saya menyadari bahwa saya menemukan sesuatu yang saya rasa memiliki potensi besar untuk mengubah dunia. Dan ini dia.
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.
Ini adalah sebuah reaktor modular kecil. Reaktor ini tidak sebesar reaktor yang Anda lihat di diagram ini. Kapasitasnya 50 hingga 100 megawatt. Tapi itu daya yang besar sekali. Itu kira-kira adalah pemakaian rata - rata, mungkin pemakaian 25 ribu sampai 100 ribu rumah tangga. Yang menarik dari reaktor ini adalah reaktor ini dibuat di pabrik. Jadi ini adalah reaktor modular yang dibuat di tempat perakitan, dan diangkut ke seluruh dunia, Anda tinggal memassangnya dan reaktor ini menghasilkan listrik. Daerah di sini adalah 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.
yang dikubur di bawah tanah, hal yang sangat penting. Bagi seseorang yang melakukan banyak pekerjaan antiteroris, saya tidak bisa memuji kehebatan dari mempunyai sesuatu yang dikubur di bawah tanah bagi proliferasi dan masalah keamanan.
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.
Dan di dalam reaktor ini ada lelehan garam, jadi bagi para penggemar thorium, mereka benar - benar akan senang akan hal ini, karena reaktor ini benar - benar bagus dalam hal menghasilkan dan membakar 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.
Tetapi saya tidak khawatir dengan bahan bakar ini. Anda bisa menjalankannya -- mereka benar - benar lapar, mereka seperti inti senjata konsentrasi rendah, sehingga uranium yang diperkaya dan plutonium tingkat senjata yang sudah dicampur. dan dibuat menjadi tingkatan yang tidak bisa dijadikan senjata nuklir lagi, tetapi mereka menyukai benda ini. Dan kita memiliki banyak benda ini menganggur, karena ini adalah masalah besar. Anda tahu, selama perang dingin, kita membuat senjata nuklir yang besar, dan itu luar biasa, dan kita tidak memerlukannya lagi, dan apa yang kita lakukan dengan semua sampah ini? Apa yang kita lakukan pada inti dari senjata nuklir itu? Kita mengamankannya, dan akan luar biasa jika kita dapat membakarnya dan reaktor ini menyukai sampah itu.
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.
Jadi ini adalah reaktor lelehan garam. Ada intinya dan ada alat penukar panas dari garam panas, garam radioaktif, ke garam dingin yang bukan radioaktif. Garam itu masih panas tapi tidak ada radioaktif. Dan itulah alat penukar panas yang membuat desain ini benar - benar menarik, dan itulah alat penukar panas untuk menghasilkan gas. Jadi kembali kepada apa yang saya katakan tentang semua daya yang dihasilkan - selain fotovoltaik - yang dihasilkan dari pendidihan air dan pemutaran turbin sebenarnya tidak efisien, dan faktanya, pada pembangkit tenaga nuklir seperti ini, efisiensinya kira - kira 30 sampai 35 persen. Itulah energi yang dikeluarkan oleh reaktor sebanyak itulah listrik yang diproduksi. Dan alasan efisiensinya sangat rendah adalah reaktor ini beroperasi pada suhu yang cukup rendah. Reaktor ini beroperasi pada suhu sekitar 200 sampai 300 derajat Celsius. Dan reaktor ini beroperasi pada 600 sampai 700 derajat Celsius, yang berarti semakin tinggi suhunya, termodinamika menyatakan bahwa efisiensinya lebih tinggi. Dan reaktor ini tidak menggunakan air, tetapi gas, gas karbondioksida superkritikal atau helium, dan gas itulah yang memutar turbin, dan ini dikenal dengan nama siklus Brayton. Inilah siklus termodinamika yang menghasilkan listrik, dengan efisiensi hampir 50 persen, antara 45 dan 50 persen efisiensi. Dan saya sangat senang akan hal ini, karena ini adalah inti yang sangat padat. Reaktor lelehan garam pada dasarnya sangat padat, yang luar biasa adalah reaktor ini menghasilkan listrik jauh lebih banyak dengan jumlah uranium yang direaksikan, belum lagi fakta bahwa bahan bakarnya terbakar habis. Pembakarannya jauh lebih tinggi. Jadi untuk jumlah bahan bakar yang sama di dalam reaktor, lebih banyak bahan bakar yang digunakan.
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.
Dan masalah dengan pembangkit nuklir tradisional seperti ini adalah ada inti yang dibungkus dalam zirkonium, dan di dalamnya ada tablet uranium dioksida. Uranium dioksida adalah keramik, dan keramik tidak suka melepaskan apa yang ada di dalamnya. Jadi ada yang disebut inti xenon, dan sejumlah produk fisi ini menyukai neutron. Mereka menyukai neutron yang bergerak dan membantu reaksi ini berlangsung. Mereka menggunakan reaktor ini, dan digabung dengan fakta bahwa pelapisan tidak bertahan lama, Anda cuma bisa menjalankan reaktor ini kira-kira 18 bulan tanpa mengisi ulang. Reaktor ini dapat berjalan selama 30 tahun tanpa isi ulang, yang menurut saya, sangat mengagumkan, karena itu berarti sistemnya tertutup. Tidak mengisi ulang berarti Anda bisa menyegelnya, dan tidak akan ada resiko proliferasi, dan reaktor itu tidak akan mempunyai materi nuklir atau radiologis yand diproliferasi dari intinya.
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.
Tetapi mari kembali ke keamanan, karena setiap orang setelah peristiwa Fukushima harus menilai ulang keamanan dari reaktor nuklir, dan satu hal yang saya putuskan saat merancang reaktor nuklir adalah reaktor itu harus pasif dan aman, dan saya benar - benar puas dengan reaktor ini untuk dua hal. Satu, reaktor ini tidak beroperasi pada tekanan tinggi. Jadi reaktor tradisional seperti reaktor air bertekanan atau reaktor air mendidih, air itu sangat panas pada tekanan sangat tinggi, dan ini berarti jika terjadi kecelakaan, jika Anda menemukan retakan pada wadah baja tahan karat bertekanan, agen pendingin akan meninggalkan intinya. Reaktor ini beroperasi pada tekanan atmosfer jadi tidak ada kecenderungan produk fisi untuk meninggalkan reaktor jika terjadi kecelakaan. Dan juga, reaktor ini beroperasi pada suhu tinggi, bahan bakarnya berupa lelehan, sehingga tidak bisa meleleh kembali, tetapi jika reaktor itu beroperasi melampau ambang batas, atau Anda kehilangan tenaga seperti pada peristiwa Fukushima, ada tangki pelimpahan. Karena bahan bakarnya adalah cairan, dan dikombinasikan dengan pendingin, Anda bisa mengosongkan intinya ke dalam apa yang disebut settingan sub - kritis, pada dasarnya ada sebuah bejana di bawah reaktor yang mempunyai absorber neutron. Dan ini benar - benar penting, karena reaksi berhenti. Pada reaktor seperti ini, Anda tidak bisa melakukannya. Bahan bakarnya, seperti sebelumnya, adalah keramik di dalam batang zirkonium, dan jika terjadi kecelakaan pada salah satu reaktor tipe ini, Fukushima dan Three Mile Island -- melihat kembali pada Three Mile Island, kita sudah lama tidak melihat ini lapisan zirkonium dalam batangan bahan bakar ini, saat bertemu dengan air bertekanan tinggi, uap, dalam lingkungan oksidasi, akan dihasilkan hidrogen, dan hidrogen ini dapat meledak dan melepaskan produk fisi. Jadi inti reaktor ini, karena tidak bertekanan dan tidak memiliki reaktivitas kimia artinya tidak ada kecenderungan bagi produk fisi untuk lepas dari reaktor ini. Jadi jika terjadi kecelakaan sekalipun, reaktornya mungkin terpanggang, yang, Anda tahu, merugikan perusahaan listrik, tetapi kita tidak akan terkontaminasi daerah yang luas. Jadi saya berpikir bahwa, katakanlah, 20 tahun kita akan mendapatkan reaksi fusi, membuat fusi menjadi kenyataan, ini dapat menjadi sumber energi yang menghasilkan listrik bebas karbon. Listrik bebas karbon.
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.
Dan itu adalah teknologi yang menakjubkan karena bukan hanya memerangi perubahan iklim, tetapi juga inovatif. Ini adalah cara untuk membawa daya ke dunia berkembang, karena diproduksi di pabrik dan berbiaya rendah. Anda bisa meletakkannya dimana saja Anda suka
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.
Dan mungkin ada hal yang lain. Sebagai anak - anak, saya terobsesi dengan antariksa Pada suatu titik, saya juga terobsesi dengan ilmu nuklir, tetapi sebelum itu saya terobsesi dengan antariksa, dan saya benar - benar senang akan pemikiran, Anda tahu, menjadi antariksawan dan merancang roket, yang merupakan sesuatu yang membuat saya gembira. Tetapi saya kembali ke hal ini, karena bayangkan saja jika ada reaktor padat di dalam roket yang memproduksi 50 sampai 100 megawatt. Ini adalah impian para perancang roket. Itu adalah mimpi seseorang yang mendesain habitat di planet lain. Bukan hanya Anda mendapat 50 sampai 100 megawatt untuk memberikan tenaga dorongan menuju ke sana, tetapi Anda memiliki tenaga begitu sampai di sana. Perancang roket yang menggunakan panel surya atau sel bahan bakar, dengan, beberapa watt atau kilowatt - wow, itu tenaga yang besar. Sekarang kita berbicara tentang 100 megawatt. Itu tenaga yang sangat besar yang dapat menggerakkan komunitas Mars. Dapat menggerakkan roket ke sana. Jadi saya berharap bahwa mungkin saya akan punya kesempatan untuk mengeksplorasi gairah roket pada saat yang bersamaan dengan gairah nuklir.
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.
Dan orang - orang berkata, " Oh, baiklah, Anda meluncurkan ini, radioaktif, ke angkasa, dan bagaimana kalau terjadi kecelakaan?" Tetapi kita meluncurkan baterai plutonium sepanjang waktu. Semua orang benar - benar tertarik akan Curiousity, dan ada baterai plutonium besar di dalamnya yang mengandung plutonium - 238, yang sebenarnya mempunyai aktifitas spesifik yang lebih tinggi daripada bahan bakar uranium dari reaktor lelehan garam ini, yang berarti bahwa efeknya dapat diabaikan, karena Anda meluncurkannya dalam keadaan dingin, dan reaktor ini diaktivasi ketika sampai di luar angkasa.
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.
Jadi saya benar - benar bersemangat. Saya rasa saya telah merancang reaktor yang bisa menjadi sumber energi yang inovatif, menghasilkan tenaga untuk semua jenis keilmuan terapan, dan saya benar - benar siap untuk melakukan ini. Saya lulus SMA di bulan Mei, dan -- (Suara tawa) (Tepuk tangan) -- Saya lulus pada bulan Mei, dan memutuskan untuk mendirikan sebuah perusahaan untuk mengkomersilkan teknologi yang telah saya kembangkan, detektor revolusioner untuk memindai kontainer kargo dan sistem untuk menghasilkan isotop medis ini, tetapi saya ingin melakukan ini, dan saya pelan - pelan membangun satu tim yang terdiri dari orang-orang yang luar biasa yang pernah bekerja sama dengan saya, dan saya benar - benar siap untuk membuat ini menjadi kenyataan. Dan saya berpikir, dengan melihat teknologi ini, teknologi ini akan lebih murah atau sama harganya dengan gas alam dan Anda tidak perlu mengisi ulang selama 30 tahun, ini merupakan keuntungan bagi dunia berkembang.
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.
Dan saya akan mengatakan satu lagi hal yang filosofis untuk mengakhirinya, yang mungkin aneh bagi seorang ilmuwan. Tetapi saya berpikir bahwa ada sesuatu yang puitis dalam menggunakan tenaga nuklir untuk membawa kita ke bintang, karena bintang adalah reaktor fusi raksasa. Bintang adalah kawah nuklir raksasa di langit. Energi yang bisa saya paparkan kepada Anda hari ini, saat diubah menjadi energi kimia dalam makanan, awalnya berasal dari reaksi nuklir, dan ada sesuatu yang puitis tentang, bagi saya, menyempurnakan fisi nuklir dan menggunakannya sebagai sumber energi inovatif masa depan.
So thank you guys.
Jadi, terima kasih.
(Applause)
(Tepuk tangan)