Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Překladatel: Jan Vesely Korektor: Petr Jedelský

Well, I have a big announcement to make today,

Dnes bych chtěl udělat velké prohlášení

and I'm really excited about this.

a jsem z toho vážně nadšený.

And this may be a little bit of a surprise

Může to být trochu překvapení

to many of you who know my research

pro mnoho z vás, kdo znáte dobře můj výzkum

and what I've done well.

a to, co dělám.

I've really tried to solve some big problems:

Vážně jsem se pokusil vyřešit některé velké problémy:

counterterrorism, nuclear terrorism,

boj proti terorismu, nukleární terorismus,

and health care and diagnosing and treating cancer,

zdravotnictví a diagnostiku a léčbu rakoviny,

but I started thinking about all these problems,

ale když jsem začal přemýšlet o všech těchto problémech

and I realized that the really biggest problem we face,

uvědomil jsem si, že opravdu největším problémem,

what all these other problems come down to,

a základem všech těchto problémů je vlastně

is energy, is electricity, the flow of electrons.

energie, elektřina, tok elektronů.

And I decided that I was going to set out

Rozhodl jsem se tedy, že se musím

to try to solve this problem.

pokusit vyřešit tento problém.

And this probably is not what you're expecting.

Není to asi to, co čekáte.

You're probably expecting me to come up here

Čekáte ode mně asi spíš, že jsem přijdu

and talk about fusion,

a budu mluvit o fúzi,

because that's what I've done most of my life.

protože to je oblast, kterou se zabývám celý svůj život.

But this is actually a talk about, okay --

Ale tohle je vlastně příspěvek o, dobře --

(Laughter) —

(Smích) --

but this is actually a talk about fission.

tohle je vlastně přípěvek o jaderném štěpení.

It's about perfecting something old,

Budu mluvit o zdokonalování něčeho starého,

and bringing something old into the 21st century.

a o tom, jak přenést něco starého do 21. stolení.

Let's talk a little bit about how nuclear fission works.

Pojďme si říct něco o tom. jak funguje jaderné štěpení.

In a nuclear power plant, you have

V jaderné elektrárně máte

a big pot of water that's under high pressure,

velký kotel plný vody, který je pod vysokým tlakem

and you have some fuel rods,

a máte nějaké palivové tyče

and these fuel rods are encased in zirconium,

a tyto palivové tyče jsou obalené zirkonem

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

a jsou tam malé pelety paliva oxidu uraničitého

and a fission reaction is controlled and maintained at a proper level,

a celá jaderná reakce je kontrolována a udržovaná na potřebné úrovni

and that reaction heats up water,

a ta reakce zahřívá vodu

the water turns to steam, steam turns the turbine,

voda se přeměňuje v páru, pára otáčí turbínou

and you produce electricity from it.

a tak vyrábíte elektřinu.

This is the same way we've been producing electricity,

Tím samým způsobem vyrábíme elektřinu

the steam turbine idea, for 100 years,

pomocí parní trubíny už 100 let

and nuclear was a really big advancement

a nukleární pohon přinesl vážně velký pokrok

in a way to heat the water,

ve způsbu ohřívání vody

but you still boil water and that turns to steam and turns the turbine.

ale pořád ohříváte vodu, která se mění v páru a ta otáčí turbínu.

And I thought, you know, is this the best way to do it?

Víte, říkal jsem si, je tohle ten nejlepší způsob?

Is fission kind of played out,

Víme už všechno o jaderném štěpení

or is there something left to innovate here?

nebo se tam dá ještě něco inovovat?

And I realized that I had hit upon something

A uvědomil jsem si, že jsem na něco narazil

that I think has this huge potential to change the world.

a myslím si, že to má velký potenciál změnit svět.

And this is what it is.

Jde o tohle.

This is a small modular reactor.

Tohle je malý modulární reaktor.

So it's not as big as the reactor you see in the diagram here.

Takže není tak velký jako reaktor, který vidíte na tomto diagramu.

This is between 50 and 100 megawatts.

Tento má něco mezi 50 a 100 megawatty.

But that's a ton of power.

Ale vyrobí spoustu energie.

That's between, say at an average use,

Představuje to, při průměrné spotřebě,

that's maybe 25,000 to 100,000 homes could run off that.

energii, kterou by mohlo využít 25 až 100 tisíc domácností.

Now the really interesting thing about these reactors

A teď něco opravdu zajímavého o těchto reaktorech,

is they're built in a factory.

jsou vyráběny v továrně.

So they're modular reactors that are built

Takže to jsou modulární reaktory, které jsou v podstatě

essentially on an assembly line,

sestaveny na výrobní lince

and they're trucked anywhere in the world,

a jsou přepraveny kamkoliv ve světě.

you plop them down, and they produce electricity.

Tam je vyložíte a ty reaktory vyrábějí elektřinu.

This region right here is the reactor.

Tato oblast zde je ten reaktor.

And this is buried below ground, which is really important.

Toto je pod zemí, a to je velmi důležitý fakt.

For someone who's done a lot of counterterrorism work,

Jako někdo, kdo se hodně zabýval ochranou proti

I can't extol to you

teroristickým útokům, vám nemůžu dost zdůraznit,

how great having something buried below the ground is

jak je to super mít něco zahrabaného pod zemí,

for proliferation and security concerns.

jako ochranu před radiací a z bezpečnostních důvodů.

And inside this reactor is a molten salt,

Uvnitř tohohle reaktoru je roztavená sůl,

so anybody who's a fan of thorium,

každý, kdo je fanda do thoria,

they're going to be really excited about this,

bude z toho opravdu nadšený,

because these reactors happen to be really good

protože tyhle reaktory se ukazují být opravdu dobré

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

pro přeměnu thoria a využití v palivovém cyklu

uranium-233.

na uran 233 (produkt rozpadu thoria).

But I'm not really concerned about the fuel.

Ale mě palivo až tolik nezajímá.

You can run these off -- they're really hungry,

Můžete v nich použít leccos - jsou fakt hladové,

they really like down-blended weapons pits,

chutnají jim naředěné zbraně,

so that's highly enriched uranium and weapons-grade plutonium

tím myslím vysoce obohacený uran a zbraňové plutionium,

that's been down-blended.

které byly zředěny.

It's made into a grade where it's not usable for a nuclear weapon,

Zředěny tak, že už nejsou použitelné pro výrobu jederných zbraní,

but they love this stuff.

ale reaktory tyhle věci milují.

And we have a lot of it sitting around,

Tohohle se nám válí okolo spousta,

because this is a big problem.

protože to je velký problém.

You know, in the Cold War, we built up this huge arsenal

Víte, že jsme si během Studené války vytvořili obrovský arzenál

of nuclear weapons, and that was great,

jaderných zbraní a že je skvělé,

and we don't need them anymore,

že už je nepotřebujeme

and what are we doing with all the waste, essentially?

A co teď udělat se vším tím odpadem?

What are we doing with all the pits of those nuclear weapons?

A co děláme s těmi sily s jadernými zbraněmi?

Well, we're securing them, and it would be great

No, hlídáme je a bylo by super,

if we could burn them, eat them up,

kdybychom je mohli spálit, spotřebovat je

and this reactor loves this stuff.

a tenhle matroš miluje.

So it's a molten salt reactor. It has a core,

Je to reaktor s roztavenou solí. Má jádro

and it has a heat exchanger from the hot salt,

a má tepelný výměník mezi horkou solí,

the radioactive salt, to a cold salt which isn't radioactive.

radioaktivní solí, a chladnou solí, která radioaktivní není.

It's still thermally hot but it's not radioactive.

Je pořád horká, ale už není radioaktivní.

And then that's a heat exchanger

A potom je tam tepelný výměník,

to what makes this design really, really interesting,

který tenhle design dělá fakt zajímavým,

and that's a heat exchanger to a gas.

je to výměník s plynem.

So going back to what I was saying before about all power

Teď se vrátím k tomu, jak je energie

being produced -- well, other than photovoltaic --

vyráběna - vlastně, jiná než fotovoltaická -

being produced by this boiling of steam and turning a turbine,

je vyráběna vařením vody na páru, která roztáčí turbínu,

that's actually not that efficient, and in fact,

to vlastně není moc efektivní, a opravdu

in a nuclear power plant like this,

jaderné elektrárny tohoto typu

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

mají účinnost zhruba 30 - 35%.

That's how much thermal energy the reactor's putting out

To je poměr mezi množstvím tepla vyrobeného v reaktoru

to how much electricity it's producing.

a množstvím vyrobené elektřiny.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Důvod, proč jsou tyhle reaktory tak málo účinné je,

operate at pretty low temperature.

že fungují při celkem nízkých teplotách.

They operate anywhere from, you know,

Jsou provozovány přibližně

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

tak od 200 do 300°C.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

A tyhle reaktory běží při teplotách 600 až 700 °C,

to znamená vyšší pracovní teplota

which means the higher the temperature you go to,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

díky zákonům termodynamiky umožní vyšší efektivitu.

And this reactor doesn't use water. It uses gas,

A tenhle reaktor nepoužívá vodu. Používá plyn,

so supercritical CO2 or helium,

superkritický CO2 nebo helium,

and that goes into a turbine,

a ten roztáčí turbínu,

and this is called the Brayton cycle.

nazývá se to Braytonův cyklus.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Tímhle termodynamickým cyklem produkujícím elektřinu

and this makes this almost 50 percent efficient,

jde dosáhnout účinnosti skoro 50%,

between 45 and 50 percent efficiency.

mezi 45 a 50% účinnosti.

And I'm really excited about this,

Jsem z toho nadšený,

because it's a very compact core.

protože to má kompaktní jádro.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Reaktory s roztavenou solí jsou přirozeně kompaktní,

but what's also great is you get a lot more electricity out

ale, a to je taky super, dostanete z nich mnohem více elektřiny

for how much uranium you're fissioning,

vzhledem k množství štěpeného uranu,

not to mention the fact that these burn up.

nehledě na využitelnost.

Their burn-up is much higher.

Jejich míra využití paliva je mnohem vyšší.

So for a given amount of fuel you put in the reactor,

Při stejném množství paliva, které dáte do reaktoru,

a lot more of it's being used.

je ho využito mnohem více.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

A problém tradičního jaderného reaktoru je,

is, you've got these rods that are clad in zirconium,

že máte tyče, to jsou v zirkonu zapouzdřené

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

pelety s oxidem uraničitým.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Je to celé keramika

and ceramic doesn't like releasing what's inside of it.

a keramika nerada uvolňuje, co je uvnitř.

So you have what's called the xenon pit,

Takže tu máte něco, co se nazývá xenonová díra,

and so some of these fission products love neutrons.

některé produkty štěpení milujou neutrony.

They love the neutrons that are going on

Milujou neutrony, které se uvolňují

and helping this reaction take place.

a zajišťují chod reakce.

And they eat them up, which means that, combined with

A oni je požírají, to znamená, že v kombinaci

the fact that the cladding doesn't last very long,

s tím, že zapouzdření moc dlouho nevydrží,

you can only run one of these reactors

udělá to, že můžete provozovat tyhle reaktory

for roughly, say, 18 months without refueling it.

zhruba 18 měsíců bez výměny paliva.

So these reactors run for 30 years without refueling,

A tamty reaktory běží 30 let bez výměny paliva,

which is, in my opinion, very, very amazing,

což je dle mého, velmi, velmi úžasné,

because it means it's a sealed system.

protože to znamená zapečetěný systém.

No refueling means you can seal them up

Žádná výměna paliva znamená, že to můžete zapečetit

and they're not going to be a proliferation risk,

a nemusíte řešit úniky radiace

and they're not going to have

a nebudete mít žádné úniky

either nuclear material or radiological material

jaderného nebo radiologického materiálu

proliferated from their cores.

z jádra reaktoru.

But let's go back to safety, because everybody

Vraťme se k bezpečnosti, protože každý

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

teď po Fukušimě musí přehodnocovat jadernou bezpečnost

and one of the things when I set out to design a power reactor

a jedna z věcí, kterou jsem si stanovil při návrhu reaktoru,

was it had to be passively and intrinsically safe,

bylo, že musí být pasivně, sám o sobě bezpečný,

and I'm really excited about this reactor

a jsem opravdu nadšený ohledně tohohle reaktoru

for essentially two reasons.

ze dvou podstatných důvodů.

One, it doesn't operate at high pressure.

Za prvé, není provozován při vysokém tlaku.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Tradiční reaktory, jako jsou tlakovodní reaktory (Temelín i Dukovany)

or boiling water reactor, they're very, very hot water

nebo varné reaktory, ty jsou plné moc moc horké vody

at very high pressures, and this means, essentially,

při vysokém tlaku a to v podstatě znamená,

in the event of an accident, if you had any kind of breach

že v případě nehody, když máte jakoukoli trhlinu

of this stainless steel pressure vessel,

v ocelové tlakové nádobě,

the coolant would leave the core.

chladící kapalina uteče z jádra.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Tamty reaktory jsou provozovány při atmosférickém tlaku,

so there's no inclination for the fission products

takže štěpné produkty nemají sklony

to leave the reactor in the event of an accident.

v případě havárie unikat.

Also, they operate at high temperatures,

Taky to provozujete při vysokých teplotách

and the fuel is molten, so they can't melt down,

a palivo je už tekuté, nemá se vám co roztavit,

but in the event that the reactor ever went out of tolerances,

ale i v případě, že by se reaktor dostal mimo tolerace

or you lost off-site power in the case

nebo byste přišli o externí energii

of something like Fukushima, there's a dump tank.

jako v případě Fukušimy, je tam záchytná nádrž.

Because your fuel is liquid, and it's combined with your coolant,

Protože je palivo tekuté a je smícháno s chladivem,

you could actually just drain the core

můžete prostě vypustit jádro

into what's called a sub-critical setting,

do takzvaného subkritického stavu,

basically a tank underneath the reactor

třeba do nádrže pod reaktorem,

that has some neutrons absorbers.

kde jsou nějaké lapače neutronů.

And this is really important, because the reaction stops.

To je opravdu důležité, protože to zastaví reakci.

In this kind of reactor, you can't do that.

V tomhle druhu reaktoru je to možné udělat.

The fuel, like I said, is ceramic inside zirconium fuel rods,

V palivu, jak jsem už říkal, které je keramika uvnitř zirkonových palivových tyčí,

and in the event of an accident in one of these type of reactors,

a v případě nehody v jednom z reaktorů tohoto typu,

Fukushima and Three Mile Island --

Fukušina, Three Mile Island -

looking back at Three Mile Island, we didn't really see this for a while —

o Three Mile Islandu se poslední dobou moc nemluvilo -

but these zirconium claddings on these fuel rods,

ale s těmihle zirkonovými pouzdry v palivových tyčích,

what happens is, when they see high pressure water,

co se stane, když jsou ve vodě pod vysokým tlakem,

steam, in an oxidizing environment,

párou, v oxidujícím prostředí,

they'll actually produce hydrogen,

prostě vzniká vodík,

and that hydrogen has this explosive capability

a vodík je velmi výbušný

to release fission products.

dost, aby potom rozšířil štěpné produkty.

So the core of this reactor, since it's not under pressure

Takže jádro tohohle reaktoru, které není pod tlakem

and it doesn't have this chemical reactivity,

a nemá tuhle chemickou reaktivitu,

means that there's no inclination for the fission products

znamená, že štěpné produkty nemají sklon

to leave this reactor.

unikat z reaktoru.

So even in the event of an accident,

Takže i v případě havárie,

yeah, the reactor may be toast, which is, you know,

jo, reaktor může být usmažený, což je, víte,

sorry for the power company,

průser pro výrobce elektřiny,

but we're not going to contaminate large quantities of land.

ale nebudou kontaminovány velké plochy země.

So I really think that in the, say,

Opravdu si myslím, že za tak

20 years it's going to take us to get fusion

20 let budeme mít fúzi

and make fusion a reality,

a fúze se stane realitou,

this could be the source of energy

tohle by mohl být zdroj energie

that provides carbon-free electricity.

bez emisí uhlíku (oxidu uhličitého).

Carbon-free electricity.

Elektřina bez produkce uhlíku (oxidu uhličitého).

And it's an amazing technology because

A je to úžasná technologie,

not only does it combat climate change,

protože nejen, že bojuje proti klimatickým změnám,

but it's an innovation.

ale je to inovace.

It's a way to bring power to the developing world,

Je to způsob jak dostat elektřinu do rozvojových zemí,

because it's produced in a factory and it's cheap.

protože je vyrobena ve fabrice a je levná.

You can put them anywhere in the world you want to.

Můžete je strčit kdekoli na světě budete chtít.

And maybe something else.

A možná ještě něco navíc.

As a kid, I was obsessed with space.

Jako kluk jsem byl posedlý vesmírem.

Well, I was obsessed with nuclear science too, to a point,

no, byl jsem taky posedlý jadernou fyzikou,

but before that I was obsessed with space,

ale předtím jsem byl posedlý vesmírem

and I was really excited about, you know,

a byl jsem fakt nadšený představou, víte,

being an astronaut and designing rockets,

že budu astronaut a budu navrhovat rakety,

which was something that was always exciting to me.

což mi přišlo jako něco strašně vzrušujícího.

But I think I get to come back to this,

Ale myslím, že se k tomu vrátím,

because imagine having a compact reactor in a rocket

protože když si představíte kompaktní reaktor v raketě,

that produces 50 to 100 megawatts.

s výkonem 50 - 100 megawattů.

That is the rocket designer's dream.

To je sen raketového konstruktéra.

That's someone who is designing a habitat on another planet's dream.

Stejně jako pro někoho, kdo navrhuje základnu na jiné planetě.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Nejen, že máte 50 - 100 MW

to power whatever you want to provide propulsion to get you there,

na napájení čehokoli chcete, na zajištění pohonu, abyste se tam dostali,

but you have power once you get there.

ale máte i energii, když se tak pak dostanete.

You know, rocket designers who use solar panels

Víte, raketoví konstruktéři, kteří používají solární panely

or fuel cells, I mean a few watts or kilowatts --

nebo palivové články, tím myslím pár wattů nebo kilowattů -

wow, that's a lot of power.

wow, to je ale energie.

I mean, now we're talking about 100 megawatts.

Myslím tím, že teď mluvíme o 100 MW.

That's a ton of power.

To je kopa energie.

That could power a Martian community.

Ta by mohla dodávat energii marťanské komunitě.

That could power a rocket there.

Mohla by napájet raketu, která je tam dopraví.

And so I hope that

A taky doufám, že

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

možná budu mít šanci zkoumat svou

my rocketry passion at the same time that I explore my nuclear passion.

vášeň pro rakety zároveň s mou vášní pro jádro.

And people say, "Oh, well, you've launched this thing,

A lidé řeknou: "Dobře, poslal jsi tuhle věc,

and it's radioactive, into space, and what about accidents?"

radioaktivní věc, do vesmíru, a co nehody?

But we launch plutonium batteries all the time.

Ale my vypouštíme plutoniové baterie pořád.

Everybody was really excited about Curiosity,

Všichni byli opravdu vzrušení sondou Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

ta měla na palubě velkou plutoniovou baterii

that has plutonium-238,

plnou plutiona 238,

which actually has a higher specific activity

které má vyšší specifickou aktivitu

than the low-enriched uranium fuel of these molten salt reactors,

než nízko-obohacený uranové palivo v těch reaktorech s roztavenou solí,

which means that the effects would be negligible,

to znamená, že následky by byly zanedbatelné,

because you launch it cold,

protože je vypouštíte chladné,

and when it gets into space is where you actually activate this reactor.

a když to dostanete do vesmíru, až tam aktivujete reaktor.

So I'm really excited.

Takže jsem tím fakt vzrušen.

I think that I've designed this reactor here

Myslím, že ten mnou navržený reaktor

that can be an innovative source of energy,

může být inovativním zdrojem energie

provide power for all kinds of neat scientific applications,

pro všechny možné šikovné vědecké aplikace

and I'm really prepared to do this.

a opravdu je těším až s nimi začnu.

I graduated high school in May, and --

V květnu jsem dokončil střední školu a -

(Laughter) (Applause) —

(Smích) (Potlesk) -

I graduated high school in May,

K květnu jsem dokončil střední školu

and I decided that I was going to start up a company

a rozhodl jsem se, že založím firmu

to commercialize these technologies that I've developed,

pro zpeněžení těch technologií, které jsem vyvinul,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

ty revoluční detektory pro skenování kontejnerů se zbožím

and these systems to produce medical isotopes,

a systémy pro výrobu medicinálních izotopů,

but I want to do this, and I've slowly been building up

ale já chci dělat tohle a dávám dohromady

a team of some of the most incredible people

tým několika z těch nejúžasnějších lidí,

I've ever had the chance to work with,

se kterými jsem měl šanci pracovat,

and I'm really prepared to make this a reality.

a jsem opravdu připraven to uskutečnit.

And I think, I think, that looking at the technology,

A myslím, myslím, že při pohledu na tu technologii,

this will be cheaper than or the same price as natural gas,

to bude levnější nebo stejně drahé jako zemní plyn

and you don't have to refuel it for 30 years,

a nemusíte doplňovat palivo dalších 30 let,

which is an advantage for the developing world.

což je výhodné pro rozvojové země.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

A ještě řeknu jednu možná filozofickou otázku

to end with, which is weird for a scientist.

na závěr, což je divné v podání vědce.

But I think there's something really poetic

Ale myslím, že je něco opravdu poetického

about using nuclear power to propel us to the stars,

na použití jaderné energie, aby nás vynesla ke hvězdám,

because the stars are giant fusion reactors.

protože hvězdy jsou obrovské fúzní reaktory.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Jsou to obrovské jaderné kotle na nebi.

The energy that I'm able to talk to you today,

Energie, díky které vám dnes mohu vykládat,

while it was converted to chemical energy in my food,

byla přeměněna z chemické energie z jídla,

originally came from a nuclear reaction,

původně pocházející z jaderné reakce,

and so there's something poetic about, in my opinion,

a tak je něco poetického na, dle mého názoru,

perfecting nuclear fission

zdokonalování jaderného štěpení

and using it as a future source of innovative energy.

a jeho použití jako budoucího zdroje inovativní energie.

So thank you guys.

Takže vám všem děkuju.

(Applause)

(Potlesk)