Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Kääntäjä: Ulla Vainio Oikolukija: Sami Andberg

Well, I have a big announcement to make today,

Minulla on iso asia kerrottavana tänään,

and I'm really excited about this.

ja olen siitä todella innoissani.

And this may be a little bit of a surprise

Tämä saattaa olla pieni yllätys

to many of you who know my research

teille, jotka tiedätte tutkimuksistani

and what I've done well.

ja mitä olen tehnyt hyvin.

I've really tried to solve some big problems:

Olen yrittänyt ratkaista isoja ongelmia:

counterterrorism, nuclear terrorism,

terrorismin torjuntaa, ydinterrorismia,

and health care and diagnosing and treating cancer,

ja terveydenhoitoa ja syövän diagnosointia ja hoitoa,

but I started thinking about all these problems,

mutta aloin ajatella kaikkia näitä ongelmia,

and I realized that the really biggest problem we face,

ja tajusin, että isoin ongelmamme,

what all these other problems come down to,

mistä kaikki muut ongelmamme juontuvat,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

on energia, sähkö, elektronien virta.

And I decided that I was going to set out

Ja päätin yrittää

to try to solve this problem.

ratkaista tämän ongelman.

And this probably is not what you're expecting.

Ja tämä ei luultavasti ole ratkaisu, jota odotatte.

You're probably expecting me to come up here

Ehkä oletatte minun tulevan tänne

and talk about fusion,

ja puhuvan fuusiosta,

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

kuten olen tehnyt

But this is actually a talk about, okay --

suurimman osan elämääni. Mutta itse asiassa --

(Laughter) —

(Naurua) --

but this is actually a talk about fission.

mutta tämä puhe on itse asiassa fissiosta.

It's about perfecting something old,

Tämä on jonkin vanhan parantamisesta

and bringing something old into the 21st century.

ja päivittämisestä 2000-luvulle.

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

Puhutaanpa vähän fission toimintaperiaatteesta.

In a nuclear power plant, you have

Fissiovoimalassa

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

on iso kattila vettä suuressa paineessa,

and you have some fuel rods,

ja polttoainesauvoja,

and these fuel rods are encased in zirconium,

ja nämä polttoainesauvat on vuorattu zirkoniumilla,

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

ja niissä on pieniä uraanidioksidi-pellettejä,

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

ja fissioreaktiota ylläpidetään tietyllä sopivalla tasolla,

and that reaction heats up water,

ja se reaktio lämmittää vettä,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

ja vesi muuttuu höyryksi, höyry pyörittää turbiinia,

and you produce electricity from it.

ja siten tuotetaan sähköä.

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

Tällä tavalla on tuotettu sähköä,

the steam turbine idea, for 100 years,

höyryturbiinilla, jo 100 vuotta,

and nuclear was a really big advancement

ja ydinvoima oli iso parannus

in a way to heat the water,

veden lämmittämiseen,

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

mutta yhä edelleen siinä keitetään vettä, ja höyry pyörittää turbiinia.

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

Joten ajattelin, onko tämä paras tapa?

Is fission kind of played out,

Onko fissio tiensä päässä,

or is there something left to innovate here?

vai onko siinä vielä jotain innovoitavaa?

And I realized that I had hit upon something

Tajusin, että olin osunut johonkin,

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

jossa uskoakseni on suuri potentiaali maailman muuttamiseen.

And this is what it is.

Ja se on tämä.

This is a small modular reactor.

Tämä on pieni modulaarinen reaktori.

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

Se ei ole niin iso kuin reaktori tuossa kuvassa.

This is between 50 and 100 megawatts.

Tämä on 50 - 100 megawatin voimala.

But that's a ton of power.

Mutta se on paljon tehoa.

That's between, say at an average use,

Siitä riittää keskimäärin suunnilleen

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

ehkä noin 25 000 - 100 000 kotitalouden tarpeisiin.

Now the really interesting thing about these reactors

Mielenkiintoisin juttu näissä reaktoreissa on se,

is they're built in a factory.

että ne rakennetaan tehtaassa.

So they're modular reactors that are built

Eli ne ovat modulaarisia reaktoreita,

essentially on an assembly line,

jotka kootaan liukuhihnalla,

and they're trucked anywhere in the world,

ja ne kuljetetaan ympäri maailman,

you plop them down, and they produce electricity.

tiputetaan paikoilleen, ja ne tuottavat sähköä.

This region right here is the reactor.

Tämä osa tässä on itse reaktori.

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

Se on maan alla, mikä on hyvin tärkeää.

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

Tehtyäni paljon terrorismin vastaista työtä

I can't extol to you

en voi kehua tarpeeksi,

how great having something buried below the ground is

miten hienoa on, että jotain on maan alla,

for proliferation and security concerns.

ydinasetekniikan leviämisen ja turvallisuusnäkökohtien kannalta.

And inside this reactor is a molten salt,

Reaktorin sisällä on sulaa suolaa,

so anybody who's a fan of thorium,

joten kaikki torium-fanit

they're going to be really excited about this,

tulevat olemaan

because these reactors happen to be really good

todella innoissaan tästä, koska nämä reaktorit ovat todella hyviä

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

hyötämään ja polttamaan toriumkiertoa,

uranium-233.

uraani-233.

But I'm not really concerned about the fuel.

Mutta en oikeastaan ole huolissani polttoaineesta.

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

Näitä voi käyttää -- ne ovat todella nälkäisiä,

they really like down-blended weapons pits,

ne todella tykkäävät laimennetuista ydinpommeista,

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

joten se on erittäin rikastettua uraania ja

that's been down-blended.

ase-vahvuuksista plutoniumia,

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

jota on laimennettu hyödyttömäksi ydinaseeseen,

but they love this stuff.

mutta nämä rakastavat sitä.

And we have a lot of it sitting around,

Ja meillä on lojuu sitä paljon,

because this is a big problem.

koska tämä on iso ongelma.

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

Kylmän sodan aikana rakensimme

of nuclear weapons, and that was great,

arsenaalin ydinaseita, ja se oli siistiä,

and we don't need them anymore,

mutta emme tarvitse niitä enää,

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

ja mitä teemme tälle kaikelle jätteelle?

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

Mitä oikein teemme kaikilla niillä ydinkärjillä?

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

Otamme niitä talteen, ja olisi hienoa,

if we could burn them, eat them up,

jos voisimme poltaa ne, hyödyntää,

and this reactor loves this stuff.

ja tämä reaktori rakastaa niitä.

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

Se on sulasuolareaktori. Sillä on ydin,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

ja siinä on lämminvaihdin kuumasta suolasta,

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

radioaktiivisesta suolasta, kylmään suolaan, joka ei ole radioaktiivista.

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

Se on yhä kuumaa, mutta ei radioaktiivista.

And then that's a heat exchanger

Ja tämä on lämmönvaihdin,

to what makes this design really, really interesting,

ja tämä tekee tämän todella mielenkiintoiseksi,

and that's a heat exchanger to a gas.

se on lämmönvaihdin kaasuun.

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

Palatakseni siihen, kun sanoin kaiken tehon tuotettavan --

being produced -- well, other than photovoltaic --

no kaiken muun paitsi aurinkokennojen --

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

tuotettavan kuuman höyryn ja turbiinin avulla,

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

joka ei itse asiassa ole kovin tehokasta,

in a nuclear power plant like this,

ja tällaisen ydinvoimalan

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

hyötysuhde on noin 30 - 35 prosenttia.

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

Niin paljon lämpöenergiaa reaktori tuottaa

to how much electricity it's producing.

verrattuna tuotettuun sähköön.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Hyötysuhde näissä reaktoreissa on alhainen

operate at pretty low temperature.

johtuen alhaisesta lämpötilasta.

They operate anywhere from, you know,

Niiden käyttölämpötila on

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

ehkä noin 200 - 300 celsiusastetta.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

Nämä reaktorit toimivat noin 600 - 700 celsiusasteessa,

which means the higher the temperature you go to,

ja mitä korkeampaa lämpötilaa käytetään --

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

termodynamiikka kertoo -- sitä parempi hyötysuhde.

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

Ja tämä reaktori ei käytä vettä. Se käyttää kaasua,

so supercritical CO2 or helium,

ylikriittistä CO2:ta tai heliumia,

and that goes into a turbine,

ja se menee turbiiniin,

and this is called the Brayton cycle.

ja tätä kutsutaan Brayton-kierroksi.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Se on termodynaaminen sykli, joka tuottaa sähköä,

and this makes this almost 50 percent efficient,

ja siten saavutetaan melkein 50 prosentin hyötysuhde,

between 45 and 50 percent efficiency.

45:n ja 50:n prosentin väliltä.

And I'm really excited about this,

Olen todella innoissani tästä,

because it's a very compact core.

koska ydin on hyvin kompakti.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Sulasuolareaktorit ovat luontaisesti hyvin kompakteja,

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

mutta sen lisäksi siitä saadaan enemmän sähköä

for how much uranium you're fissioning,

fissioitua uraanimäärää kohti,

not to mention the fact that these burn up.

puhumattakaan siitä, että

Their burn-up is much higher.

näiden palama on paljon korkeampi.

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

Joten reaktoriin laitetusta

a lot more of it's being used.

polttoaineesta paljon suurempi osa käytetään.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

Perinteisten ydinvoimaloiden ongelma on,

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

että sauvat on vuorattu zirkoniumilla,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

ja niiden sisällä on uraanidioksidi-pellettejä.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Uraanidioksidi on keraamista,

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

ja keraami ei halua päästää pois sisältään mitään.

So you have what's called the xenon pit,

On olemassa niin kutsuttu ksenon-myrkytys,

and so some of these fission products love neutrons.

ja jotkut näistä fissiotuotteista rakastavat neutroneita.

They love the neutrons that are going on

Ne rakastavat neutroneita,

and helping this reaction take place.

jotka pitävät reaktiota yllä.

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

Ne kuluttavat ne kaikki, mikä tarkoittaa,

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

yhdistettynä suojakuoren lyhyeen elinikään,

you can only run one of these reactors

että näitä reaktoreita voi ajaa

for roughly, say, 18 months without refueling it.

noin sanotaanko 18 kuukautta ilman polttoaineen lisäystä.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Ja nämä reaktorit toimivat 30 vuotta ilman polttoaineen vaihtoa,

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

mikä on mielestäni hyvin hämmästyttävää,

because it means it's a sealed system.

koska sen takia systeemi on suljettu.

No refueling means you can seal them up

Ne voi sulkea, koska polttoainetta ei vaihdeta,

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

ja niillä ei ole leviämisriskiä,

and they're not going to have

eikä niistä tulla saamaan

either nuclear material or radiological material

ydinmateriaalia tai radioaktiivista materiaalia

proliferated from their cores.

levitykseen niiden ytimistä.

But let's go back to safety, because everybody

Mutta palataanpa turvallisuuteen, koska

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

Fukushiman jälkeen arvioimme uudelleen ydinvoiman turvallisuutta,

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

ja yksi asia, jota tavoittelin ydinreaktorin suunnittelussa,

was it had to be passively and intrinsically safe,

oli passiivinen ja sisäsyntyinen turvallisuus,

and I'm really excited about this reactor

ja olen todella innoissani tästä reaktorista

for essentially two reasons.

pääasiassa kahdesta syystä.

One, it doesn't operate at high pressure.

Ensinnäkin, se ei toimi korkeassa paineessa.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Joten perinteiset reaktorit, kuten painevesireaktori

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

tai kiehutusvesireaktori, niissä on tosi kuumaa vettä

at very high pressures, and this means, essentially,

hyvin korkeassa paineessa, ja käytännössä siis

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

onnettomuuden sattuessa, pienikin halkeama

of this stainless steel pressure vessel,

tässä ruostumattomassa teräsastiassa,

the coolant would leave the core.

ja jäähdytysneste katoaa ytimestä.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Nämä reaktorit käyvät normaalissa ilmanpaineessa,

so there's no inclination for the fission products

joten fissiotuotteet eivät lähde reaktorista,

to leave the reactor in the event of an accident.

jos onnettomuus tapahtuu.

Also, they operate at high temperatures,

Ja ne toimivat korkeassa lämpötilassa,

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

ja polttoaine on sulaa, joten ne eivät voi sulaa,

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

mutta jos reaktori ylittäisi toleranssit,

or you lost off-site power in the case

tai tulisi sähkökatko tyyliin Fukushima,

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

on olemassa kaatoallas.

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

Koska polttoaine on nestemäistä ja sekaisin jäähdytinnesteen kanssa,

you could actually just drain the core

ytimen voisi tyhjentää

into what's called a sub-critical setting,

niin kutsuttuun alikriittiseen tilaan,

basically a tank underneath the reactor

käytännössä reaktorin alla olevaan altaaseen,

that has some neutrons absorbers.

jossa on ainetta, joka vastaanottaa neutroneita.

And this is really important, because the reaction stops.

Se on hyvin tärkeää, koska silloin reaktio pysähtyy.

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

Tällaisessa reaktorissa niin ei voi tehdä.

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

Polttoaine on keraami zirkoniumsauvojen sisällä,

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

ja onnettomuuden sattuessa tällaiset reaktorit,

Fukushima and Three Mile Island --

Fukushima ja Three Mile Island --

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

jos muistellaan Three Mile Islandin onnettomuutta --

but these zirconium claddings on these fuel rods,

nämä zirkoniumpäällysteiset polttoainesauvat --

what happens is, when they see high pressure water,

kun ne näkevät paineistettua vettä,

steam, in an oxidizing environment,

höyryä, hapettavissa oloissa,

they'll actually produce hydrogen,

ne itse asiassa tuottavat vetyä,

and that hydrogen has this explosive capability

ja vedyllä on tämä räjähtävä ominaisuus

to release fission products.

vapauttaa fissiotuotteita.

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

Joten tämän reaktorin ydin, koska se ei ole paineessa

and it doesn't have this chemical reactivity,

ja se ei reagoi kemiallisesti,

means that there's no inclination for the fission products

tarkoittaa, etteivät fissiotuotteet tuppaa

to leave this reactor.

lähtemään reaktorista.

So even in the event of an accident,

Jopa onnettomuuden sattuessa,

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

okei, reaktori saattaa kärähtää, mikä on

sorry for the power company,

ikävää energiayhtiölle,

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

mutta emme tule saastuttamaan suurta maalänttiä.

So I really think that in the, say,

Joten uskon todella, että

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

jos meillä menee noin 20 vuotta

and make fusion a reality,

fuusion ottamisessa käyttöön,

this could be the source of energy

sillä aikaa tämä voisi olla energianlähde,

that provides carbon-free electricity.

joka tuottaa hiilivapaata sähköä.

Carbon-free electricity.

Sähköä ilman hiilidioksidia.

And it's an amazing technology because

Ja se on mieletön teknologia, koska

not only does it combat climate change,

se ei vain auta torjumaan ilmastonmuutosta,

but it's an innovation.

se on myös innovaatio --

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

tällä tavalla voisimme tuoda energiaa kehittyvään maailmaan,

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

koska se tuotetaan tehtaassa ja on halpa.

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

Ne voi laittaa minne tahansa maailmankolkkaan.

And maybe something else.

Ja ehkä muuallekin.

As a kid, I was obsessed with space.

Lapsena avaruus oli päähänpinttymäni.

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

Okei, olin innostunut myös ydinvoimasta,

but before that I was obsessed with space,

mutta sitä ennen

and I was really excited about, you know,

olin todella innoissani siitä,

being an astronaut and designing rockets,

astronauttina olosta, rakettien suunnittelusta,

which was something that was always exciting to me.

mikä oli minusta aina jännittävää.

But I think I get to come back to this,

Mutta uskon pääseväni takaisin siihen,

because imagine having a compact reactor in a rocket

koska kuvitelkaapa raketissa pieni reaktori,

that produces 50 to 100 megawatts.

joka tuottaa 50 - 100 megawattia.

That is the rocket designer's dream.

Se on rakettisuunnittelijan unelma.

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

Siitä unelmoi, jos suunnittelee toisen planeetan valloitusta.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Tämä 50 - 100 megawattia

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

ei tuota energiaa vain työntämään mitä tahansa perille

but you have power once you get there.

vaan myös perillä.

You know, rocket designers who use solar panels

Rakettisuunnittelijat, jotka käyttävät aurinkopaneeleita

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

tai polttokennoja, eli muutamia watteja tai kilowatteja --

wow, that's a lot of power.

vau, paljon tehoja.

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

Tässä puhutaan 100 megawatista.

That's a ton of power.

Se on paljon tehoa.

That could power a Martian community.

Sillä saisi Marsiin sähköt.

That could power a rocket there.

Sillä saisi raketin sinne.

And so I hope that

Ja toivon siis, että

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

ehkä saan mahdollisuuden yhdistää

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

intohimoni raketteihin ja ydinvoimaan.

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

Jotkut sanovat: "Mutta jos laukaiset tällaisen

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

avaruuteen, ja se on radioaktiivinen, mites onnettomuudet?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Me laukaisemme plutoniumparistoja kaiken aikaa.

Everybody was really excited about Curiosity,

Kaikki olivat innoissaan Curiositystä,

and that had this big plutonium battery on board

ja sillä oli iso plutoniumparisto mukanaan,

that has plutonium-238,

plutonium-238:aa,

which actually has a higher specific activity

jolla on korkeampi spesifinen aktiivisuus

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

kuin vähän rikastetuilla uraanipolttoaineilla näissä sulasuolareaktoreissa,

which means that the effects would be negligible,

minkä vuoksi vaikutukset olisivat mitättömät,

because you launch it cold,

koska se laukaistaan kylmänä,

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

ja vasta avaruudessa reaktori aktivoidaan.

So I'm really excited.

Joten olen todella innoissani.

I think that I've designed this reactor here

Uskon, että olen suunnitellut tämän reaktorin

that can be an innovative source of energy,

ja se voi olla innovatiivinen energian lähde,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

aikaansaada kaikenlaisia kivoja tieteellisiä sovelluksia,

and I'm really prepared to do this.

ja olen valmis tekemään sen.

I graduated high school in May, and --

Valmistuin koulusta toukokuussa, ja --

(Laughter) (Applause) —

(Naurua) (Aplodeja) --

I graduated high school in May,

Valmistuin koulusta toukokuussa,

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

ja päätin perustaa yrityksen näiden kehittämieni

to commercialize these technologies that I've developed,

teknologioiden kaupallistamiseksi,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

nämä mullistavat ilmaisimet konttien skanaamiseen,

and these systems to produce medical isotopes,

ja nämä menetelmät lääketieteellisten isotooppien tekemiseen,

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

ja hitaasti olen rakentamassa tiimiä

a team of some of the most incredible people

uskomattomimmista ihmisistä,

I've ever had the chance to work with,

joiden kanssa olen ikinä työskennellyt,

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

ja olen valmis tekemään tästä totta.

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

Ja uskon, katsoessani tätä teknologiaa,

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

että se tulee olemaan halvempi tai saman hintainen kuin maakaasu,

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

ja se kestää 30 vuotta,

which is an advantage for the developing world.

mikä on suuri etu kehitysmaissa.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

Ja sanon vain yhden ehkä filosofisen jutun

to end with, which is weird for a scientist.

tähän loppuun, mikä on outoa tieteilijälle.

But I think there's something really poetic

Mutta mielestäni on jotain todella runollista

about using nuclear power to propel us to the stars,

ydinenergian käyttämisessä lentääkseen tähtiin,

because the stars are giant fusion reactors.

koska tähdet ovat jättimäisiä fuusioreaktoreita.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Ne ovat jättimäisiä ydinkattiloita taivaalla.

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

Puhun teille täällä energialla,

while it was converted to chemical energy in my food,

joka muuntui kemialliseksi energiaksi ruoastani,

originally came from a nuclear reaction,

joka alunperin tuli ydinreaktiosta,

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

ja niinpä siinä on jotain runollista, mielestäni,

perfecting nuclear fission

tehdä ydinfissiosta parempaa,

and using it as a future source of innovative energy.

ja sen käyttämisestä tulevaisuuden innovatiivisena energiana.

So thank you guys.

Kiitos kaverit.

(Applause)

(Aplodeja)