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.
오늘 중대한 발표를 하겠습니다. 몹시 흥분이 되는데요. 제 연구와 제가 잘했던 것을 아시는 많은 분들은 좀 놀라실지도 모르겠습니다. 저는 몇 가지 중대한 문제를 해결하려고 애써 왔습니다. 테러 방지, 핵테러, 대중 건강 관리, 암 진단과 치료 같은 것을요. 하지만 이런 문제들을 모두 생각했을 때 우리가 직면한 가장 큰 문제는, 이 모든 문제가 결국은 에너지, 전기, 전자 흐름으로 요약이 되더군요. 그래서 저는 이 문제를 풀어보기로 마음을 먹었습니다.
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.
여러분께서 예상하셨던 것과는 아마 좀 다를 것입니다. 여러분은 제가 여기 나와서 핵융합에 관해 이야기를 할 거라고 기대하셨겠죠. 대부분의 시간동안 제가 한 일이 그거니까요. 하지만 이 이야기는 실제로, 좋아요. -- (웃음) -- 하지만 이것은 실제로 핵분열에 관한 이야기입니다. 오래된 것을 완벽하게 만들어서 그것을 21세기로 가져오는 거죠.
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.
핵분열이 어떻게 일어나는지 이야기해 봅시다. 원자력 발전소에는 커다란 용기에 물이 들어있는데 거기에 높은 압력이 가해집니다. 또, 연료봉도 몇개가 있는데요. 이들 연료봉은 지르코늄으로 감싸져있는, 작은 알갱이로 된 이산화 우라늄 연료입니다. 핵분열 반응을 적절한 수준으로 제어하고 유지해서, 그 반응으로 물이 끓고, 물은 증기가 되어서, 증기가 터빈을 돌려 전기를 만듭니다. 전기를 만들어내는 방식도 똑같습니다. 증기로 터빈을 돌리는 발상인데 100년 동안 써왔습니다. 핵은 물을 끓이는 방식에 있어서 아주 커다란 발전이었죠. 하지만 아직도 물을 끓여서, 증기로 바꾸고 터빈을 돌립니다.
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.
그래서 저는 그 방법이 최선일까? 라고 생각했죠. 핵분열은 이미 한물 지나간 것일까, 아니면 여기 뭔가 혁신의 여지가 있을까? 저는 뭔가 중요한 것을 발견했다는 사실을 깨달았지요. 저는 이것이 세상을 바꿀 수 있는 큰 잠재력이 있다고 생각합니다. 그것은 바로,
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.
소형 모듈 원전입니다. 그래서 사실 여기 보시는 도표의 원자로만큼 크지도 않습니다. 50~100 메가와트 짜리입니다. 1 톤의 힘이죠. 평균 사용량으로 생각하면 2만5천 - 10만 가구가 쓸 수 있습니다. 이들 원자로가 정말 흥미로운 점은 공장에서 조립되었다는 거죠. 기본적으로 생산 라인에서 조립하는 모듈 원전이기 때문에 세계 어디로든 실어나를 수 있고 그걸 내려놓으면 전기를 만들어냅니다. 여기 보이는 곳이 원자로입니다.
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.
원자로는 땅속에 묻는데 이게 진짜 중요합니다. 저는 테러 방지에 관해 많은 일을 한 사람으로서 핵 확산과 안전 문제에 관련하여 지하에 묻는 것이 매우 중요하다는 것을 확실히 말씀드릴 수 있습니다.
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.
이 원자로 안에는 용융 염이 있지요. 토륨을 좋아하는 분이라면 이걸 듣고 아주 좋아하실 거에요. 이 원자로는 토륨 연료 주기, 우라늄-233 을 증식시키고 연소시키는데 탁월한 능력을 가지고 있으니까요.
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.
하지만 저는 연료에 관해서 크게 걱정하지 않습니다. 만들면 되니까요. -- 원자로는 배가 많이 고프거든요. 이것은 저농도의 노심 같아서 고농축된 우라늄과 무기급의 플라토늄이 저농축화되어 있습니다. 핵무기로 쓸 수 없는 등급으로 되어있죠. 하지만 원자로는 이 물질을 좋아합니다. 이런 물질이 널려 있어서 큰 문제가 되고 있습니다. 냉전시대에 우리는 엄청난 양의 핵무기를 만들었고 그땐 그것이 다행이었지만 이제 더는 필요가 없습니다. 그 폐기물을 결국 어떻게 해야 합니까? 핵무기에서 나온 노심들을 어떻게 해야 합니까? 자, 핵폐기물을 안전하게 확보해서 태워서 없애버린다면 좋겠죠. 이 원자로는 이런 것들을 좋아합니다.
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.
이것은 용융 염 원자로입니다. 중심부가 있고 방사능이 있는 뜨거운 소금에서 방사능이 없는 차가운 소금까지 열 교환기가 연결되어 있습니다. 열이 많이 나지만 방사능은 없습니다. 그 다음에는 열 교환기 덕분에 이 설계가 정말 정말 흥미로와지는데요. 저것은 가스로 연결된 열 교환기 입니다. 제가 앞서 얘기했던 전기를 만드는 얘기로 돌아가죠. -- 광발전이 아니라 -- 물을 끓여 증기로 만들고 터빈을 돌려 전기를 만드는 방법은 그다지 효율적이지 않습니다. 사실 이와 같은 원자력 발전은 대충 30 - 35 % 의 효율이 있습니다. 원자로가 내놓는 열 에너지의 비율을 원자로가 만들어 내는 전기량에 비교한 거죠. 효율이 낮은 까닭은 이들 원자로가 아주 낮은 온도에서 가동되기 때문입니다. 원자로는 대략 섭씨 200 - 300 도에서 가동합니다. 반면에 이들 원자로는 섭씨 600~700 도에서 가동되는데 더 높은 온도로 갈수록 열역학에 따라 더 높은 효율을 갖습니다. 그리고 이 원자로는 물이 아니라 기체를 쓰죠. 초임계 이산화탄소나 헬륨이 터빈으로 들어가고 이것을 브레이튼 주기라고 합니다. 전기를 만들어내는 열역학 주기이고 거의 50 %의 효율을 낼 수 있습니다. 45 ~50 %정도의 효율이죠. 저는 이 원자로가 매우 흥미로운데요 중심부가 아주 작기 때문입니다. 용융 염 원자로는 원래 작은데 또 놀라운 것은 분열하는 우라늄 양에 비해 훨씬 더 많은 전기를 만들어냅니다. 우라늄을 태울 뿐만 아니라 태우는 양이 더 많습니다. 원자로에서 소비하는 연료 양에 비해 사용되는 부분이 훨씬 더 많다는 거죠.
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.
기존 원자력 발전소가 가진 문제는 지르코늄에 싸인 연료봉인데 그 안에는 이산화 우라늄 연료 알갱이가 있습니다. 자, 이산화 우라늄은 세라믹이고 세라믹은 그 안에 들어있는 물질을 내놓으려고 하지 않습니다. 그래서 제논 피트(구멍)가 있습니다. 핵분열 생성물의 일부는 중성자를 좋아하죠. 중성자를 좋아해서 이런 반응이 일어나는 것을 도와줍니다. 중성자를 흡수해버리는 데다 피복재가 오래가지 못하기 때문에 이 원자로는 연료를 재주입하지 않고 대략 18개월 동안 밖에 가동할 수 없습니다. 그래서 연료를 재주입하지 않고 30년 동안 가동하는 이 원자로가 제 생각에는 아주 아주 놀라운 건데요. 그 말은 밀봉된 체계라는 뜻이죠. 연료를 재주입하지 않는다는 말은 밀봉할 수 있고 핵물질이 확산될 위험도 없고 원자로 중심부에서 핵 물질이나 방사능 물질이 확산되지 않습니다.
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.
하지만 안전성 문제로 돌아가죠. 왜냐하면 모두들 후쿠시마 사태 이후로 원자력의 안전성을 재평가해야 했으니까요. 제가 원자로를 설계할 때 고려했던 점은 소극적이고 본질적으로 안전해야 한다는 것이었죠. 저는 두 가지 필수적인 이유때문에 이 원자로에 대해 아주 흥분했습니다. 하나는 고압에서 가동되지 않는다는 거죠. 그래서 가압수형 원자로나 비등수 원자로와 같은 기존 원자로는 아주 높은 압력에서 정말 뜨거운 물을 담고 있죠. 이 말은 본질적으로 사고가 났을 때, 스테인레스 스틸 압력 용기에 문제가 생기면 원자로 중심부에서 냉각수가 빠져나갈 거라는 뜻입니다. 반면, 이들 원자로는 기본적으로 대기압에서 작동하니까 사고가 났을 때 핵분열 반응물이 원자로를 빠져나가려고 하지 않습니다. 또한 높은 온도에서 가동하고 연료는 이미 용융된 상태라 녹을 수 없습니다. 하지만 원자로가 한계를 넘어섰다거나 후쿠시마의 경우처럼 외부 전원이 끊긴다면, 수거용 탱크가 있습니다. 연료가 액체이고 냉각수와 함께 섞이게 되므로 중심부에서 액체를 빼내서 임계 미만의 상태로 둘 수 있습니다. 기본적으로 원자로 아래에 있는 탱크에 중성자 흡수제가 있습니다. 이게 정말 중요합니다. 반응이 멈추니까요. 이런 원자로에서는 그렇게 할 수 없습니다. 제가 말씀드렸듯이 연료는 지르코늄 연료봉안에는 세라믹이 있고 이런 형태의 원자로에서 사고가 나면 후쿠시마와 쓰리마일 섬의 경우처럼 -- 쓰리마일 섬을 돌이켜보면, 한동안 이런 문제를 보지 못했죠. 하지만 연료봉을 감싸고 있는 지르코늄이 고압 증기와 만나고 그게 산화 환경에서 일어나면, 수소를 만들어내고, 그 수소는 폭발적인 잠재력으로 핵분열 물질을 밖으로 내놓을 수 있습니다. 그래서 원자로의 중심이 압력을 가한 상태에 있지 않고 화학적 반응성을 갖지 않기 때문에 그말은 핵분열 물질이 원자로로부터 방출될 가능성이 별로 없다는 뜻입니다. 설령 사고가 나서 원자로가 타버리면 전력 회사한테는 안된 일이지만, 넓은 땅을 오염시키지는 않을 겁니다. 그래서 제가 생각하기에는 20년 안으로 핵융합을 현실로 만들어서, 이것이 에너지원이 되어 무탄소 전기를 만들 것으로 봅니다. 탄소를 배출하지 않는 전기.
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.
놀라운 기술이죠. 기후 변화와 싸울 수 있을 뿐만 아니라 기술 혁신도 되니까요. 개발도상국에 전력을 공급할 수도 있습니다. 공장에서 생산하고 값이 싸니까요. 세계 어디든 설치할 수 있습니다.
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.
다른 것도 할 수 있어요. 어렸을 때부터 저는 우주에 관심이 많았습니다. 원자력 과학에도 어느 정도 관심이 많았죠. 하지만 우주에 관심을 가지기 전에는 우주인이 되고 싶었고 로켓트를 설계하고 싶었습니다. 저한테는 그게 늘 굉장히 재미있는 일이었죠. 아까 이야기로 다시 돌아와서 50~100 메가와트를 생산하는 소형 원자로를 로켓트에 설치한다고 상상해보세요. 그건 로켓 설계자의 꿈입니다. 다른 행성에 거주지를 만들려고 하는 사람의 꿈입니다. 여러분을 다른 행성으로 데려갈 수 있는 50~100 메가와트의 전력을 가질 뿐만 아니라 도착한 뒤에도 전력이 남아있죠. 로켓트 설계자들은 태양 전지판이나 연료 전지를 써서 몇 와트나 몇 킬로와트를 냅니다. -- 와, 어마어마한 전력이죠. 우리는 이제 100 메가와트를 얘기하고 있어요. 1톤의 힘이죠. 화성 거주지에 전력을 공급할 수 있습니다. 화성에 있는 로켓트에 전력을 공급할 수 있죠. 그래서 저는 핵에 관한 열정을 탐구함과 동시에 로켓에 관한 열정도 함께 탐구할 기회를 가지면 좋겠습니다.
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.
사람들이 얘기하죠. "오, 이런 것을 발사하다니, 방사능을 갖고 있는데 우주로 내보내면 사고가 났을 때 어떻게 할거야?" 하지만 우리는 플루토늄 전지를 늘 발사합니다. 모두가 화성 탐사선 "호기심(Curiosity)"호에 흥분했었죠. "호기심"호는 커다란 플루토늄 전지를 갖고 있는데 그 안에 플루토늄-238 이 들어있고 저농축 우라늄 연료를 쓰는 이들 용융 염 원자로보다 더 높은 비방사능을 갖고 있습니다. 그말은 방사능의 영향이 무시할 정도라는 뜻입니다. 발사할 때는 차갑게 하고 우주로 들어섰을 때 원자로를 실제로 가동시키니까요.
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.
그래서 저는 아주 신납니다. 제가 설계한 이 원자로가 혁신적인 에너지 자원이 될 수 있고, 여러 가지 과학적 장비에 전력을 공급할 수 있다고 생각합니다. 저는 정말 이일을 할 준비가 되었습니다. 저는 5월에 고등학교를 졸업했는데 (웃음) (손뼉) 5월에 고등학교를 졸업했고 제가 개발한 이 기술을 상업화하는 회사를 만들려고 합니다. 화물 컨테이너를 스캔하는 혁신적인 감지기와 의료용 동위 원소를 만들어내는 시스템, 하지만 저는 이걸 하고 싶어요. 함께 일한 적이 있는 뛰어난 능력을 가진 사람들과 천천히 팀을 꾸리고 있습니다. 이것을 현실로 만들 준비가 되었습니다. 제가 생각하기에 이 기술을 보면 앞으로 천연 가스보다 싸거나 비슷한 값이 될 테고 30년 동안 연료를 재주입하지 않아도 됩니다. 개발도상국한테는 이점이죠.
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.
철학적인 이야기 하나만 하고 끝내겠습니다. 과학자로서는 좀 이상한 얘기일테지요. 우리가 별까지 가는데 핵을 쓰는 것은 정말 시적인 부분이 있습니다. 별이야말로 거대한 핵융합 원자로이니까요. 별은 하늘에 있는 거대한 핵 가마솥입니다. 제가 오늘 여러분 앞에서 이야기를 할 수 있게 해준 에너지는 제 음식 속에서 화학적 에너지로 바뀌었지만 원래는 핵반응에서 나왔습니다. 그래서 핵분열을 완벽히 해서 미래의 혁신적인 에너지 원으로 쓰는 것은 상당히 시적이라고 생각합니다.
So thank you guys.
고맙습니다. 여러분.
(Applause)
(손뼉)