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.
У меня сегодня большое объявление, и оно меня очень волнует. И это наверняка станет сюрпризом для многих, кто знает, чем я занимался и в чем преуспел. Я решал много крупных задач: контртерроризм, ядерный терроризм, здравоохранение, диагностика и лечение рака, но, начав размышлять над этими задачами, я понял, что наша самая большая проблема, к которой сводятся все эти задачи, это энергия, электричество, поток электронов. И я решил этим заняться и попробовать решить эту задачу.
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.
Наверняка вы этого и не ожидали. Вы наверное ждали, что я здесь появлюсь и начну говорить о термоядерном синтезе, потому что я этим почти всю жизнь занимался. Но разговор не об этом, хотя -- (Смех) — на самом деле речь будет идти о расщеплении. Об улучшении устаревшего, и о введении этого устаревшего в 21-ый век.
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.
Немного обсудим, как работает ядерное расщепление На АЭС стоит большой котелок с водой под высоким давлением, и в нём несколько топливных стержней, которые заключены в циркониевую оболочку, с маленькими гранулами диоксидного топлива, а реакция расщепления поддерживается на нужном уровне, и эта реакция нагревает воду, вода превращается в пар, пар крутит турбину, и так вырабатывается электричество. Мы производим электричество одним и тем же путем - с помощью паровой турбины - уже 100 лет, и ядерная энергетика ознаменовала прорыв в методе нагрева воды, но вода все равно кипит, превращается в пар и крутит турбину.
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.
Я подумал, может это не лучший способ? Изжило ли себя расщепление, или может осталось место для новых идей? Я понял, что у меня возникла идея, которая действительно могла бы изменить мир. Вот она.
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.
Маленький модульный реактор. Не такой большой, как на диаграмме. От 50 до 100 мегаватт. Но это куча энергии. Это, в зависимости от средней нагрузки, обеспечивает энергией от 25,000 до 100,000 домов. Самое интересное в этих реакторах то, что они производятся на заводе. Эти модульные реакторы собираются преимущественно на конвейере, их можно доставить куда угодно с помощью грузовиков, установить, и они будут давать электричество. Вот здесь реактор.
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.
И он зарыт под землей, что действительно важно. Для человека с опытом работы с контртерроризмом, я не могу выразить насколько эффективно зарывать в землю такие вещи с целью контроля распространения и безопасности.
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.
Внутри реактора расплав соли, так что фанатов тория это необычайно порадует, потому что такие реакторы прекрасны для разведения и выжигания урана-233 в ториевом топливном цикле.
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.
Но меня не очень волнует топливо. Они могут работать -- а они очень прожорливы, они очень любят свалки обедненного оружия, высокообогащенный уран и оружейный плутоний, которые были обеднены. Получается смесь, непригодная для ядерного оружия, но они обожают такую смесь. А у нас её куча повсюду, и это большая проблема. Во время холодной войны были созданы арсеналы ядерного оружия, что было славно, а теперь они не нужны, ну и что теперь с этим мусором делать? Что делать со свалками ядерного оружия? Мы их охраняем, но было бы лучше их выжечь, переварить, а такие реакторы их обожают.
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.
И вот реактор на расплаве соли. У него есть ядро, а горячая соль выступает в роли теплообменника, радиоактивная соль и холодная нерадиоактивная соль. Она все равно горячая, но не радиоактивная. Именно теплообменник делает конструкцию такой привлекательной, теплообменник по отношению к газу. Возвращаясь к тому, что я сказал о производстве энергии, пожалуй, кроме фотогальванической -- создаваемой кипячением воды и вращением турбины, очень неэффективно, на деле, у АЭС такого типа эффективность примерно 30-35%. Это соотношение тепловой энергии, которую даёт реактор, к количеству полученного электричества. Такие реакторы столь мало эффективны, поскольку работают при довольно низких температурах. Они работают в диапазоне примерно от 200 до 300 градусов Цельсия. А эти реакторы работают от 600 до 700 градусов Цельсия, и чем большей температуры удается достичь, тем выше эффективность, в соответствии с законами термодинамики. Ещё этот реактор не использует воду. В нем газ, сверхкритический СО2 или гелий, который и попадает в турбину, и это называется цикл Брайтона. Этот термодинамический цикл дает электричество, и это придает почти 50% эффективности, эффективность варьируется между 45% и 50%. Что мне особенно нравится, так это очень маленькое ядро. Реакторы на расплаве соли очень компактны по природе, но вот что здорово — они дают больше электричества из того же количества расщепляемого урана, не говоря уж о том, что он выгорает. Прогорание в них гораздо выше. Итак, из данного количества топлива в реакторе его используется гораздо больше.
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.
И проблемы традиционной АЭС, как эта, в том, что стержни заключены в циркониевую оболочку, а внутри маленькие гранулы топлива на основе диоксида урана. Диоксид урана относится к керамике А керамика не очень-то любит выпускать из себя что-либо. Есть так называемая ксеноновая яма, а некоторые продукты распада обожают нейтроны. Они любят нейтроны, потому что они помогают поддерживать реакцию. Они их поглощают, а значит, вкупе с тем, что оболочка не очень долго держится, такой реактор можно использовать только около 18 месяцев без дозаправки. А эти реакторы работают без дозаправки 30 лет, что, на мой взгляд, просто поразительно, ведь получается, что это замкнутая система. Отсутствие дозаправки означает, что их можно опечатать и они не представляют риска распространения, и не будет никакого риска выделения ядерного топлива или радиоактивных веществ из их активных зон.
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.
Но вернемся к безопасности, ведь все вынуждены переоценить атомные риски после инцидента Фукусимы, и перед тем, как приступить к проектированию энергетического реактора должны быть учтены абсолютно все вопросы безопасности. Я без ума от этого реактора в основном, по двум причинам. Первая: он работает не под высоким давлении. Традиционные реакторы, как, например, водо-водяной ядерный реактор, или кипящий водо-водяной реактор имеют дело с очень горячей водой под высоким давлением, и это в основном означает, что в случае аварии, если есть какая-либо брешь в корпусе реактора из нержавеющей стали, охладитель может покинуть активную часть. Такие реакторы работают под крайне высоким атмосферным давлением, так что нет предпосылок для продуктов распада чтобы выйти из реактора в аварийной ситуации. Они также работают при высоких температурах, а топливо находится в жидком состоянии, так что они не расплавятся, но для случая, если реактор когда-либо превысит допустимые уровни, или произойдет отказ внешнего электроснабжения, как в случае с Фукусимой, существует сливная емкость. Так как топливо жидкое, и оно взаимодействует с охладителем, можно просто слить активную часть в так называемую субкритическую установку, такой резервуар под реатором, у которого есть поглотители нейтронов. И это важно, потому что реакция остановится. Для такого реактора это невозможно. Топливо, как я уже сказал, — керамика внутри топливных стержней из циркония, а в случае аварии на одном из таких реакторов, Как на Фукусиме и Три-Майл-Айленд, В случае Три-Майл-Айленд, мы долгое время этого не понимали - но это циркониевое покрытие топливных стержней следуя сценарию воды под высоким давлением или пара в окисляющейся среде, оно вообще-то выделяет водород. А водород обладает достаточной взрывной способностью для освобождения продуктов распада. А активная часть реактора, будучи не под давлением, не имеет такой реакционной способности, и это значит, что нет предпосылок для продуктов распада покинуть реактор. Так что даже в случае аварии, да, реактору скорее всего конец, и это очень неприятный инцидент для энергетической компании, но зато не произойдет заражение обширных областей земли. Я думаю, что через, скажем 20 лет термоядерный синтез станет реальностью, станет источником энергии и положит начало производству электроэнергии без углерода. Электроэнергия без углерода.
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.
Это потрясающая технология, потому что она не только позволит нам бороться с климатическими изменениями, но это также инновация. Это способ дать энергию развивающимся странам, потому что она делается на заводе и она дешевая. Их при желании можно распространить по всему миру.
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.
И также кое-что еще. Когда я был маленьким, я был помешан на космосе. Ну я, конечно, был также помешан на ядерной физике, если уж на то пошло, но до этого я был одержим космосом, и я был очень увлечен идеей о том, чтобы стать космонавтом и конструировать ракеты, и это всегда было волнительно для меня. Но я думаю, что мне удастся к этому вернуться, только представьте себе компактный реактор внутри ракеты, который производит от 50 до 100 мегаватт. Это просто мечта проектировщика ракетных двигателей. Это также мечта ученых, работающих над колонизацией других планет. Выработается не только от 50 до 100 мегаватт для создания нужной движущей силы, чтобы добраться туда, но останется энергия даже когда вы туда прибудете. Знаете, конструкторы ракетных двигателей, которые работают с солнечными панелями или топливными элементами, я имею в виду несколько ватт или киловатт -- ух ты, да это много энергии. А мы говорим о 100 мегаваттах. Это просто куча энергии. Это могло бы снабжать энергией колонию на Марсе. И ракету там же. Так что я надеюсь, что, может быть, у меня будет возможность как бы попробовать себя в своей страсти к ракетостроению, так же как я пробую себя в ядерной физике.
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.
А люди бы говорили, "Ну, ты запустил эту штуку в космос, а она вообще-то радиоактивная, ты подумал о последствиях?" Но в то же время мы постоянно запускаем плутониевые батареи. Все были так увлечены марсоходом Кьюриосити, а у него на борту огромная плутониевая батарея с плутонием-238, у которого вообще-то наблюдается более высокая удельная радиоактивность, чем у слабообогащенного уранового топлива в реакторах на расплаве соли, а это означает, что воздействия несущественны, так как запуск происходит в холодном виде тогда, когда он попадает в космос, где и предполагается активировать реактор.
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.
Так что я очень взволнован. Думаю, что придумал реактор, который может стать инновационным источником энергии, снабжать электричеством все виды исследовательских систем, и я на самом деле готов к этому. Я закончил школу в мае, и... (Смех) (Аплодисменты) Я закончил школу в мае, и решил, что я должен основать компанию для того чтобы ввести в коммерческий оборот разработанные мной технологии, а именно революционные датчики сканирования контейнеров с грузом, а также системы по производству изотопов медицинского назначения, но я хочу заниматься этим, и я уже начал собирать команду из самых замечательных людей, с которыми мне когда-либо приходилось работать. и я правда готов претворить это в жизнь. И я думаю, что наблюдая за технологиями, эта обойдется дешевле или так же, как использование природного газа, при том, что не нужно осуществлять дозаправку в течение 30 лет, что является большим преимуществом для развивающихся стран.
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.
И под конец я скажу кое-что еще более философское, и это довольно странно для ученого. В любом случае, я нахожу очень поэтичным то, что ядерные технологии возносят нас к звездам, потому что звезды и сами являются огромными термоядерными реакторами. Они, по сути, большие ядерные котлы в небесах. А энергия, которая предоставила мне возможность сегодня с вами поговорить, переработанная в химическую энергию из моей еды, изначально образовалась в ходе ядерной реакции, итак, это очень поэтично, с моей точки зрения, что мы совершенствуем методы ядерного распада и используем инновации для создания источников энергии будущего.
So thank you guys.
Так что спасибо вам.
(Applause)
(Аплодисменты)