Michel Laberge: How synchronized hammer strikes could generate nuclear fusion

Translator: Kitchka Dyankova Reviewer: Biliana Nikolova

Wow, this is bright.

Ох, блести.

It must use a lot of power.

Сигурно изразходва доста енергия.

Well, flying you all in here

Е, за да долетите всички дотук,

must have cost a bit of energy too.

също е била нужна малко енергия.

So the whole planet needs a lot of energy,

Цялата планета се нуждае от много енергия

and so far we've been running mostly on fossil fuel.

и досега я добивахме главно от изкопаеми горива.

We've been burning gas.

Горим газ.

It's been a good run.

Той върши добра работа.

It got us to where we are, but we have to stop.

И ни доведе дотук, но трябва да спрем.

We can't do that anymore.

Не можем повече да правим това.

So we are trying different types of energy now,

Сега опитваме различни видове енергия,

alternative energy,

алтернативна енергия,

but it proved quite difficult to find something

но се оказа доста трудно да открием такава,

that's as convenient and as cost-effective

която е удобна и с разумни разходи,

as oil, gas and coal.

като нефта, природния газ и въглищата.

My personal favorite is nuclear energy.

Според мен най-добра е ядрената енергия.

Now, it's very energy-dense,

Тя е много силна,

it produces solid, reliable power,

произвежда надеждна, сигурна мощност

and it doesn't make any CO2.

и не отделя въглероден двуокис.

Now we know of two ways

Познаваме два начина

of making nuclear energy: fission and fusion.

за получаване на ядрена енергия: делене и синтез.

Now in fission, you take a big nucleus,

При деленето взимаме голямо ядро,

you break it in part, in two,

разбиваме го на части, на две

and it makes lots of energy,

и то освобождава много енергия –

and this is how the nuclear reactor today works.

така работи ядреният реактор днес.

It works pretty good.

Работи доста добре.

And then there's fusion.

А сега за ядрения синтез.

Now, I like fusion. Fusion's much better.

Харесвам го. Синтезът е много по-добър.

So you take two small nuclei,

Взимаме две малки ядра,

you put it together, and you make helium,

събираме ги и правим хелий

and that's very nice.

и това е много хубаво.

It makes lots of energy.

Освобождава се много енергия.

This is nature's way of producing energy.

По този начин природата произвежда енергия.

The sun and all the stars in the universe

Слънцето и всички звезди във Вселената

run on fusion.

съществуват благодарение на ядрения синтез.

Now, a fusion plant

Едно съоръжение за ядрен синтез

would actually be quite cost-effective

всъщност би било съвсем оправдано като разходи

and it also would be quite safe.

и също така напълно безопасно.

It only produces short term radioactive waste,

То произвежда само краткотраен радиоактивен отпадък,

and it cannot melt down.

който не може да се стопи.

Now, the fuel from fusion comes from the ocean.

Горивото от ядрен синтез идва от океана.

In the ocean, you can extract the fuel

Можем да добиваме гориво от океаните

for about one thousandth of a cent

за около една хилядна от цента

per kilowatt-hour, so that's very, very cheap.

за киловатчас – това е много, много евтино.

And if the whole planet would run on fusion,

И ако цялата планета се захранваше със синтез,

we could extract the fuel from the ocean.

бихме могли да добиваме гориво от океаните

It would run for billions and billions of years.

и щеше да стигне за милиарди години.

Now, if fusion is so great, why don't we have it?

Тогава, ако ядреният синтез е толкова чудесен, защо не го използваме?

Where is it?

Къде е той?

Well, there's always a bit of a catch.

Е, винаги има някаква уловка.

Fusion is really, really hard to do.

Ядреният синтез се постига наистина трудно.

So the problem is, those two nuclei,

Проблемът е, че и двете ядра

they are both positively charged,

имат положителен заряд

so they don't want to fuse.

и не искат да се слеят.

They go like this. They go like that.

Те се отблъскват така. Или така.

So in order to make them fuse,

За да ги накараме да се слеят,

you have to throw them at each other with great speed,

трябва да ги сблъскаме едно с друго с голяма скорост

and if they have enough speed,

и ако са набрали достатъчно скорост,

they will go against the repulsion,

те ще преодолеят отблъскването,

they will touch, and they will make energy.

ще се допрат и ще освободят енергия.

Now, the particle speed

Скоростта на частиците

is a measure of the temperature.

е мярка за температурата.

So the temperature required for fusion

За ядрения синтез е необходима температура от

is 150 billion degrees C.

150 милиарда градуса по Целзий.

This is rather warm,

Това е доста висока температура

and this is why fusion is so hard to do.

и затова ядреният синтез е толкова труден.

Now, I caught my little fusion bug

Запалих се по ядрения синтез,

when I did my Ph.D. here at the University of British Columbia,

докато готвех доктората си тук, в Университета на Британска Колумбия,

and then I got a big job in a laser printer place

а после започнах работа на сериозна позиция в областта на лазерните принтери

making printing for the printing industry.

в печатната индустрия.

I worked there for 10 years,

Работих там 10 години

and I got a little bit bored,

и малко се отегчих,

and then I was 40, and I got a mid-life crisis,

после навърших 40 и влязох в кризата на средната възраст,

you know, the usual thing:

сещате се, обичайните неща:

Who am I? What should I do?

Кой съм аз? Какво да правя?

What should I do? What can I do?

Какво да правя? Какво мога да направя?

And then I was looking at my good work,

Започнах да анализирам хубавата си работа

and what I was doing is I was cutting the forests

и открих, че сека горите

around here in B.C.

наоколо в Британска Колумбия

and burying you, all of you,

и заривам всички вас

in millions of tons of junk mail.

с милиони тонове безполезна поща.

Now, that was not very satisfactory.

Това не беше особено удовлетворяващо.

So some people buy a Porsche.

Някои хора си купуват Порше.

Others get a mistress.

Други си хващат любовница.

But I've decided to get my bit

Но аз реших да дам своя малък принос

to solve global warming and make fusion happen.

за разрешаване на глобалното затопляне и да направя възможен ядрения синтез.

Now, so the first thing I did

Първото нещо, което направих,

is I looked into the literature and I see,

бе да потърся литература и да видя

how does fusion work?

как работи ядреният синтез.

So the physicists have been working on fusion for a while,

Физиците работеха върху синтеза от известно време

and one of the ways they do it

и един от начините да го постигнат

is with something called a tokamak.

бе с помощта на нещо, наречено токамак.

It's a big ring of magnetic coil,

Това е голям пръстен от магнитна намотка,

superconducting coil,

суперпроводима намотка,

and it makes a magnetic field

която създава магнитно поле

in a ring like this,

в този пръстен,

and the hot gas in the middle,

а горещият газ в средата,

which is called a plasma, is trapped.

който се нарича плазма, не може да излезе.

The particles go round and round and round

Частиците обикалят непрекъснато

the circle at the wall.

пръстена по стената му.

Then they throw a huge amount of heat in there

После вътре се хвърля огромно количество топлина,

to try to cook that to fusion temperature.

за да се сготви всичко до температурата на синтез.

So this is the inside of one of those donuts,

Това е вътрешността на една от онези понички,

and on the right side you can see

вдясно можете да видите

the fusion plasma in there.

плазмата за синтеза.

Now, a second way of doing this

Друг начин за ядрен синтез

is by using laser fusion.

е използването на лазер.

Now in laser fusion, you have a little ping pong ball,

При лазерния синтез имаме малка топка за пинг понг,

you put the fusion fuel in the center,

слагаме горивото в центъра

and you zap that with a whole bunch of laser around it.

и я удряме отвсякъде с лазерни лъчи.

The lasers are very strong, and it squashes

Лазерите са много силни и смазват

the ping pong ball really, really quick.

много бързо топчето за пинг понг.

And if you squeeze something hard enough,

Ако стиснем нещо с достатъчно сила,

it gets hotter,

то се сгорещява

and if it gets really, really fast,

и ако се сгорещи наистина бързо,

and they do that in one billionth of a second,

а това се прави за една милиардна от секундата,

it makes enough energy and enough heat

то произвежда достатъчно енергия и топлина,

to make fusion.

за да предизвика ядрен синтез.

So this is the inside of one such machine.

Това е вътрешността на такава машина.

You see the laser beam and the pellet

Виждате лазерния лъч и топчето

in the center.

в центъра.

Now, most people think that fusion is going nowhere.

Повечето хора мислят, че ядреният синтез е в задънена улица.

They always think that the physicists are in their lab

Те все мислят, че физиците са в лабораториите си

and they're working hard, but nothing is happening.

и работят усърдно, но нищо не се случва.

That's actually not quite true.

Това, всъщност, не е съвсем вярно.

This is a curve of the gain in fusion

Това е крива на напредъка в ядрения синтез

over the last 30 years or so,

през последните 30-тина години –

and you can see that we're making now

можете да видите, че сега правим

about 10,000 times more fusion than we used to

около 10 000 пъти повече синтези от момента,

when we started.

в който започнахме.

That's a pretty good gain.

Това е доста добър прогрес.

As a matter of fact, it's as fast

Всъщност, бързината му съвпада с

as the fabled Moore's Law

всеизвестния закон на Мур,

that defined the amount of transistors

който дефинира броя на транзисторите

they can put on a chip.

върху един чип.

Now, this dot here is called JET,

Тази точка тук се нарича JET –

the Joint European Torus.

Общият европейски тор.

It's a big tokamak donut in Europe,

Това е един голям токамак в Европа.

and this machine in 1997

През 1997 г. тази машина

produced 16 megawatts of fusion power

произведе 16 мегавата енергия от синтез

with 17 megawatts of heat.

със 17 мегавата топлина.

Now, you say, that's not much use,

Това, ще кажете, не е от особена полза,

but it's actually pretty close,

но на практика е доста близо,

considering we can get

имайки предвид, че можем да получим

about 10,000 times more than we started.

около 10 000 пъти повече.

The second dot here is the NIF.

Втората точка тук е NIF –

It's the National Ignition Facility.

Националното съоръжение за ядрен синтез.

It's a big laser machine in the U.S.,

Представлява голяма лазерна машина в САЩ,

and last month they announced

като миналия месец обявиха

with quite a bit of noise

при това доста шумно,

that they had managed to make more fusion energy

че са успели да произведат повече енергия

from the fusion

от ядрения синтез,

than the energy that they put in the center of the ping pong ball.

отколкото са вложили в центъра на топчето за пинг понг.

Now, that's not quite good enough,

Това не е напълно достатъчно,

because the laser to put that energy in

защото лазерът, който вкарва енергията,

was more energy than that,

е изразходил повече,

but it was pretty good.

но все пак е доста добре.

Now this is ITER,

А това е ITER,

pronounced in French: EE-tairh.

на френски се произнася „и-тейр“.

So this is a big collaboration of different countries

Това е голяма организация за сътрудничество на различни държави,

that are building a huge magnetic donut

които строят огромна магнитна поничка

in the south of France,

в Южна Франция,

and this machine, when it's finished,

и тази машина, щом бъде завършена,

will produce 500 megawatts of fusion power

ще произвежда 500 мегавата ядрена енергия

with only 50 megawatts to make it.

само с 50 мегавата разход.

So this one is the real one.

В нея е истината.

It's going to work.

Тя ще заработи.

That's the kind of machine that makes energy.

Това е машината – производител на енергия.

Now if you look at the graph, you will notice

Ако погледнете графиката, ще забележите,

that those two dots are a little bit

че тези две точки са малко

on the right of the curve.

вдясно от кривата.

We kind of have fallen off the progress.

Ние един вид сме отпаднали от прогреса.

Actually, the science to make those machines

Всъщност, науката зад тези машини

was really in time

дойде съвсем навреме,

to produce fusion during that curve.

за да постигнем ядрен синтез в рамките на кривата.

However, there has been a bit of politics going on,

Имаше и малко политика, обаче

and the will to do it was not there,

и липсваше желание да го направим,

so it drifted to the right.

затова точките се отнесоха надясно.

ITER, for example, could have been built

ITER, например, можеше да бъде построен

in 2000 or 2005,

през 2000 или 2005 г.,

but because it's a big international collaboration,

но понеже е голям международен проект,

the politics got in and it delayed it a bit.

политиката се намеси и го забави малко.

For example, it took them about three years

Решението къде да го построят, например,

to decide where to put it.

отне около три години.

Now, fusion is often criticized

Ядреният синтез често се критикува

for being a little too expensive.

за това, че е малко по-скъп.

Yes, it did cost

Да, наистина се харчеха

a billion dollars or two billion dollars a year

един-два милиарда долара годишно,

to make this progress.

за да се постигне този напредък.

But you have to compare that to the cost

Но трябва да сравним тези разходи

of making Moore's Law.

с разходите по създаването на закона на Мур.

That cost way more than that.

Разходите по закона бяха много по-големи.

The result of Moore's Law

Резултатът от закона на Мур

is this cell phone here in my pocket.

е мобилният телефон в джоба ми.

This cell phone, and the Internet behind it,

Този мобилен телефон и интернетът, свързан с него

cost about one trillion dollars,

струват около един трилион долара –

just so I can take a selfie

само за възможността да снимам себе си

and put it on Facebook.

и да сложа снимката във Фейсбук.

Then when my dad sees that,

И когато баща ми я види,

he'll be very proud.

да бъде много горд.

We also spend about 650 billion dollars a year

Харчим също около 650 милиарда долара годишно

in subsidies for oil and gas

за субсидии за нефт, газ

and renewable energy.

и възобновяема енергия.

Now, we spend one half of a percent of that on fusion.

Е, половин процент от това харчим за ядрен синтез.

So me, personally, I don't think it's too expensive.

Затова, лично аз не мисля, че е прекалено скъпо.

I think it's actually been shortchanged,

Мисля, че ядреният синтез на практика се подценява,

considering it can solve all our energy problems

предвид това, че може да реши всичките ни енергийни проблеми

cleanly for the next couple of billions of years.

без замърсяване за следващите два милиарда години.

Now I can say that, but I'm a little bit biased,

Казвам това, но съм малко пристрастен,

because I started a fusion company

защото създадох компания за ядрен синтез,

and I don't even have a Facebook account.

а дори нямам акаунт във Фейсбук.

So when I started this fusion company in 2002,

Когато компанията ми започна дейността си през 2002 г.,

I knew I couldn't fight with the big lads.

знаех, че не мога да се боря с големите момчета.

They had much more resources than me.

Те имаха много повече ресурси.

So I decided I would need to find a solution

Затова реших, че трябва да намеря решение,

that is cheaper and faster.

което е по-евтино и по-бързо.

Now magnetic and laser fusion

Магнитните и лазерните машини за синтез

are pretty good machines.

са много добри.

They are awesome pieces of technology,

Те са страхотни технологични постижения,

wonderful machines, and they have shown

чудесни машини, които са показали,

that fusion can be done.

че ядреният синтез е възможен.

However, as a power plant,

Като енергийни съоръжения, обаче,

I don't think they're very good.

не мисля, че са много добри.

They're way too big, way too complicated,

Те са доста големи, доста сложни,

way too expensive,

доста скъпи

and also, they don't deal very much

и също така, не се справят много добре

with the fusion energy.

с ядрената енергия.

When you make fusion, the energy comes out

Когато правим ядрен синтез, енергията излиза

as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma.

под формата на неутрони – бързи неутрони излизат от плазмата.

Those neutrons hit the wall of the machine.

Тези неутрони удрят стената на машината.

It damages it.

И я повреждат.

And also, you have to catch the heat from those neutrons

Освен това, трябва да уловим топлината на тези неутрони

and run some steam to spin a turbine somewhere,

и да пуснем малко пара да завърти турбина някъде,

and on those machines,

а при тези машини

it was all a bit of an afterthought.

малко късно са се сетили за всичко това.

So I decided that surely there is a better way of doing that.

И така, реших, че със сигурност има по-добър начин.

So back to the literature,

Върнах се към литературата

and I read about the fusion everywhere.

и прочетох всичко за ядрения синтез.

One way in particular attracted my attention,

Един начин особено привлече вниманието ми,

and it's called magnetized target fusion,

нарича се магнитен целеви синтез,

or MTF for short.

съкратено MTF.

Now, in MTF, what you want to do

Това, което правим при MTF,

is you take a big vat

е да вземем голям цилиндър

and you fill that with liquid metal,

и да го напълним с течен метал,

and you spin the liquid metal

завъртаме течния метал,

to open a vortex in the center,

за да се завихри отвор по средата,

a bit like your sink.

подобно на умивалник.

When you pull the plug on a sink, it makes a vortex.

Когато издърпате запушалката на умивалника, се получава водовъртеж.

And then you have some pistons driven by pressure

Имаме няколко бутала, които се задвижват от налягане,

that goes on the outside,

което идва отвън

and this compresses the liquid metal

и компресират течния метал

around the plasma, and it compresses it,

около плазмата, той я притиска,

it gets hotter, like a laser,

тя се сгорещява като лазер

and then it makes fusion.

и прави ядрен синтез.

So it's a bit of a mix

Получава се някаква комбинация

between a magnetized fusion

на магнитния ядрен синтез

and the laser fusion.

с лазерния.

So those have a couple of very good advantages.

Тя има две силни преимущества.

The liquid metal absorbs all the neutrons

Течният метал абсорбира неутроните

and no neutrons hit the wall,

и те не се удрят в стената,

and therefore there's no damage to the machine.

оттам машината не се поврежда.

The liquid metal gets hot,

Течният метал се сгорещява

so you can pump that in a heat exchanger,

и може да се изпомпи в топлообменник,

make some steam, spin a turbine.

да произведе малко пара, да завърти турбина.

So that's a very convenient way of doing

Това е много удобен начин за изпълнение

this part of the process.

на тази част от процеса.

And finally, all the energy to make the fusion happen

И накрая, цялата енергия, необходима за синтеза

comes from steam-powered pistons,

идва от бутала, задвижвани с пара,

which is way cheaper than lasers

което е много по-евтино от лазерите

or superconducting coils.

и суперпроводимите намотки.

Now, this was all very good

Сега, всичко това е много хубаво,

except for the problem that it didn't quite work.

единственият проблем е, че не работи.

(Laughter)

(Смях)

There's always a catch.

Винаги има уловка.

So when you compress that,

Когато притискаме с буталата,

the plasma cools down

плазмата изстива

faster than the compression speed,

по-бързо от скоростта на компресиране –

so you're trying to compress it,

опитваме се да я компресираме,

but the plasma cooled down and cooled down and cooled down

но тя изстива все повече и повече

and then it did absolutely nothing.

и после не прави абсолютно нищо.

So when I saw that, I said, well, this is such a shame,

Когато видях това, си казах, че е толкова жалко,

because it's a very, very good idea.

защото идеята е много, много добра.

So hopefully I can improve on that.

Надявах се да мога да я подобря.

So I thought about it for a minute,

Помислих една минута

and I said, okay, how can we make that work better?

и си казах, добре де, как да накараме устройството да заработи по-добре?

So then I thought about impact.

После се сетих за удари.

What about if we use a big hammer

Ами ако използваме голям чук

and we swing it and we hit the nail like this,

и го завъртим и ударим гвоздея ей така,

in the place of putting the hammer on the nail

вместо да слагаме чука върху гвоздея

and pushing and try to put it in? That won't work.

и да бутаме в опит да го забием? Това няма да работи.

So what the idea is

Идеята е

is to use the idea of an impact.

да използваме удар.

So we accelerate the pistons with steam,

Ускоряваме буталата с пара,

that takes a little bit of time,

това отнема малко време,

but then, bang! you hit the piston,

но после – бум! Удряме буталото

and, baff!, all the energy is done instantly,

и хоп! Енергията е произведена мигновено

down instantly to the liquid,

и е долу в течността.

and that compresses the plasma much faster.

Така плазмата се компресира много по-бързо.

So I decided, okay, this is good, let's make that.

Затова реших – добре, това става, нека го направим.

So we built this machine in this garage here.

И построихме машина в този гараж тук.

We made a small machine

Направихме малка машина,

that we managed to squeeze

от която успяхме да измъкнем

a little bit of neutrons out of that,

малко неутрони –

and those are my marketing neutrons,

те са моите маркетингови неутрони

and with those marketing neutrons,

и с тези маркетингови неутрони

then I raised about 50 million dollars,

събрах около 50 милиона долара

and I hired 65 people. That's my team here.

и наех 65 души. Това тук е моят екип.

And this is what we want to build.

А ето какво искаме да построим.

So it's going to be a big machine,

Ще бъде голяма машина,

about three meters in diameter,

около три метра в диаметър,

liquid lead spinning around,

ще се върти течно олово

big vortex in the center,

с голям отвор от завихрянето по средата,

put the plasma on the top and on the bottom,

ще сложим плазмата на върха и на дъното,

piston hits on the side,

едно бутало ще удря отстрани –

bang!, it compresses it,

бум! – ще компресира

and it will make some energy,

и ще произвежда енергия.

and the neutron will come out in the liquid metal,

Неутроните ще попадат в течния метал,

going to go in a steam engine and make the turbine,

за да отидат в парна машина и да завъртят турбината,

and some of the steam will go back

а част от парата ще се връща,

to fire the piston.

за да удря буталото.

We're going to run that about one time per second,

Ще правим синтез приблизително веднъж в секунда

and it will produce 100 megawatts of electricity.

и ще произвеждаме 100 мегавата електричество.

Okay, we also built this injector,

Да, построихме и инжектор,

so this injector makes the plasma to start with.

който да произвежда плазмата като начало.

It makes the plasma at about

Той прави плазма при

a lukewarm temperature of three million degrees C.

умерено висока температура – три милиона градуса по Целзий.

Unfortunately, it doesn't last quite long enough,

За съжаление, тя не съществува достатъчно дълго,

so we need to extend the life of the plasma a little bit,

затова трябва да удължим малко живота ѝ,

but last month it got a lot better,

но миналия месец се получи много по-добре

so I think we have the plasma compressing now.

и мисля, че вече сме готови с компресирането на плазмата.

Then we built a small sphere, about this big,

После построихме малка сфера, ей толкова голяма,

14 pistons around it,

с 14 бутала около нея,

and this will compress the liquid.

които да компресират течността.

However, plasma is difficult to compress.

Плазмата, обаче, е трудна за компресиране.

When you compress it,

Когато я притискаме,

it tends to go a little bit crooked like that,

тя е склонна малко да се изкривява по този начин,

so you need the timing of the piston

така че синхронизирането на буталата трябва

to be very good,

да е много добро

and for that we use several control systems,

и за това използваме няколко контролни системи,

which was not possible in 1970,

което не е било възможно през 1970 г.,

but we now can do that

но сега можем да го направим

with nice, new electronics.

с чувствителната нова електроника.

So finally, most people think that fusion

И накрая, повечето хора мислят, че ядреният синтез

is in the future and will never happen,

е в бъдещето и никога няма да се случи,

but as a matter of fact, fusion is getting very close.

но, всъщност, много се доближаваме до него.

We are almost there.

Почти сме стигнали.

The big labs have shown that fusion is doable,

Големите лаборатории показаха, че синтезът е възможен

and now there are small companies that are thinking about that,

и сега има малки компании, които го обмислят

and they say, it's not that it cannot be done,

и казват, че не е нещо невъзможно,

but it's how to make it cost-effectively.

но въпросът е как да се направи с разумни разходи.

General Fusion is one of those small companies,

„Дженерал Фюжън“ е една от тези малки компании

and hopefully, very soon, somebody, someone,

и се надяваме, че много скоро някой

will crack that nut,

ще се пребори с трудностите,

and perhaps it will be General Fusion.

може би това ще е „Дженерал Фюжън“.

Thank you very much.

Много ви благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)