Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Traduttore: Giorgia Morselli Revisore: Alessandra Tadiotto

Well, I have a big announcement to make today,

Oggi devo fare un annuncio importante,

and I'm really excited about this.

e sono molto emozionato.

And this may be a little bit of a surprise

Questo potrà sorprendere

to many of you who know my research

molti tra voi che sono al corrente delle mie ricerche

and what I've done well.

e dei buoni risultati che ho conseguito.

I've really tried to solve some big problems:

Mi sono molto applicato alla soluzione di grandi problemi:

counterterrorism, nuclear terrorism,

controterrorismo, terrorismo nucleare,

and health care and diagnosing and treating cancer,

cure sanitarie, diagnosi e trattamento del cancro,

but I started thinking about all these problems,

ma pensando a tutti questi problemi

and I realized that the really biggest problem we face,

mi sono reso conto che il problema più grande che dobbiamo affrontare

what all these other problems come down to,

a cui fanno capo tutti gli altri

is energy, is electricity, the flow of electrons.

è quello dell'energia, dell'elettricità, il flusso di elettroni.

And I decided that I was going to set out

E ho deciso di dedicarmi

to try to solve this problem.

alla ricerca di una soluzione a questo problema.

And this probably is not what you're expecting.

Questo probabilmente non è quel che vi aspettavate.

You're probably expecting me to come up here

Probabilmente pensavate che io fossi qui

and talk about fusion,

per parlare di fusione,

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

perché è di questo che mi sono occupato per la maggior parte della mia vita.

But this is actually a talk about, okay --

Ma questa volta invece parlerò, ok -

(Laughter) —

(Risate) -

but this is actually a talk about fission.

parlerò in realtà di fissione.

It's about perfecting something old,

Si tratta di perfezionare una cosa vecchia

and bringing something old into the 21st century.

e di portarla nel ventunesimo secolo.

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

Parliamo un po' di come funziona la fissione nucleare.

In a nuclear power plant, you have

Una centrale nucleare consiste

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

in un grande bacino di acqua sottoposto ad alta pressione,

and you have some fuel rods,

e di barre di combustibile,

and these fuel rods are encased in zirconium,

queste barre di combustibile sono rivestite di zirconio,

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

e poi ci sono piccole pastiglie di diossido di uranio combustibile,

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

e si genera una reazione di fissione controllata e mantenuta a un livello ottimale,

and that reaction heats up water,

e questa reazione riscalda l'acqua,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

l'acqua si trasforma in vapore, il vapore mette in moto la turbina,

and you produce electricity from it.

e da questo si ottiene elettricità.

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

Si tratta dello stesso metodo che usiamo per produrre elettricità,

the steam turbine idea, for 100 years,

sfruttando l'idea della turbina a vapore, da cent'anni,

and nuclear was a really big advancement

e il nucleare ha rappresentato un'enorme evoluzione

in a way to heat the water,

come metodo per riscaldare l'acqua,

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

ma si tratta comunque di far bollire dell'acqua che si trasforma in vapore e fa girare la turbina.

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

E così ho pensato, è davvero questa la maniera migliore per farlo?

Is fission kind of played out,

La fissione è un metodo superato,

or is there something left to innovate here?

o è ancora possibile apportarvi qualche innovazione?

And I realized that I had hit upon something

E mi sono reso conto che mi stavo imbattendo in qualcosa

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

che secondo me ha grandi possibilità di trasformare il mondo.

And this is what it is.

Ed ecco di cosa si tratta.

This is a small modular reactor.

Questo è un piccolo reattore modulare.

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

Non è grande come il reattore che vedete in questo diagramma.

This is between 50 and 100 megawatts.

Questo è tra i 50 e i 100 megawatt di potenza.

But that's a ton of power.

Ma si tratta di una potenza enorme.

That's between, say at an average use,

Vuol dire, considerando un consumo medio,

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

che sarebbe sufficiente per un numero di abitazioni compreso tra 25 000 e 100 000.

Now the really interesting thing about these reactors

L'aspetto più interessante di questi reattori

is they're built in a factory.

è che si producono in fabbrica.

So they're modular reactors that are built

Quindi si tratta di reattori modulari costruiti

essentially on an assembly line,

essenzialmente in una catena di montaggio,

and they're trucked anywhere in the world,

che vengono trasportati in ogni parte del mondo,

you plop them down, and they produce electricity.

si installano, e producono energia.

This region right here is the reactor.

Questa che vedete qui è il reattore.

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

Il reattore deve stare sotto il livello del terreno, questo è molto importante.

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

Essendomi occupato molto di controterrorismo,

I can't extol to you

non potrò mai sottolineare abbastanza

how great having something buried below the ground is

quanto sia importante che stia sotto il livello del terreno

for proliferation and security concerns.

per evitare rischi di proliferazione e per la sicurezza.

And inside this reactor is a molten salt,

E all'interno di questo reattore c'è un sale fuso,

so anybody who's a fan of thorium,

perciò tutti i fan del torio

they're going to be really excited about this,

saranno molto entusiasti di questo,

because these reactors happen to be really good

perché si dà il caso che questi reattori riescano a riprodurre

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

e a bruciare molto bene il ciclo combustibile del torio,

uranium-233.

uranio 233.

But I'm not really concerned about the fuel.

Ma la mia preoccupazione non riguarda il combustibile.

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

Questi consumano moltissimo, sono affamati,

they really like down-blended weapons pits,

di fosse di armi impoverite

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

cioè uranio altamente arricchito e plutonio per armi nucleari

that's been down-blended.

che è stato impoverito.

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

Viene impoverito in modo che non sia utilizzabile come arma nucleare,

but they love this stuff.

ma questi congegni adorano questa roba.

And we have a lot of it sitting around,

E ce n'è parecchia in giro,

because this is a big problem.

perché è un grosso problema.

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

Durante la guerra fredda abbiamo messo su questo potente arsenale

of nuclear weapons, and that was great,

di armi nucleari, benissimo,

and we don't need them anymore,

ma non ne abbiamo più bisogno,

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

e cosa dobbiamo fare di tutti questi avanzi?

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

Cosa dobbiamo fare con le miniere di quelle armi nucleari?

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

Beh, dobbiamo smaltirle, e sarebbe fantastico

if we could burn them, eat them up,

se potessimo bruciarle, farle mangiare

and this reactor loves this stuff.

e questo reattore adora questa roba.

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

Quindi è un reattore a sale fuso. Ha un nucleo,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

e ha uno scambiatore di calore dal sale riscaldato,

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

il sale radioattivo, a un sale freddo che non è radioattivo.

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

Dal punto di vista termico è caldo ma non è radioattivo.

And then that's a heat exchanger

E poi c'è uno scambiatore di calore

to what makes this design really, really interesting,

che rende questo modello davvero interessante,

and that's a heat exchanger to a gas.

uno scambiatore di calore con un gas.

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

Quindi, ritornando a quanto dicevo prima sulla quantità di potenza

being produced -- well, other than photovoltaic --

prodotta - a parte il sistema fotovoltaico -

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

dalla generazione di vapore con l'ebollizione che mette in moto una turbina,

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

questo non sembra un sistema efficiente, e infatti,

in a nuclear power plant like this,

in una centrale nucleare come questa,

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

si raggiunge un'efficienza del 30-35% circa.

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

Questa è la quantità di energia termica emessa dal reattore

to how much electricity it's producing.

in rapporto alla quantità di energia che produce.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

E la ragione per cui l'efficienza di questi reattori è così bassa

operate at pretty low temperature.

è che operano a basse temperature.

They operate anywhere from, you know,

Operano a temperature comprese

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

tra i 200 e i 300 gradi Celsius.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

Mentre questi reattori operano tra i 600 e i 700 gradi Celsius,

which means the higher the temperature you go to,

il che significa che più alta è la temperatura raggiunta,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

maggiore sarà l'efficienza secondo la termodinamica.

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

E questo reattore non utilizza acqua, ma gas,

so supercritical CO2 or helium,

il famigerato CO2 oppure elio,

and that goes into a turbine,

che entra in una turbina,

and this is called the Brayton cycle.

e si chiama "ciclo di Brayton".

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

È il ciclo termodinamico che produce l'elettricità,

and this makes this almost 50 percent efficient,

e raggiunge un'efficienza vicina al 50%,

between 45 and 50 percent efficiency.

tra il 45 e il 50%.

And I'm really excited about this,

E questo secondo me è fantastico,

because it's a very compact core.

perché si tratta di un nucleo molto compatto.

Molten salt reactors are very compact by nature,

I reattori a sale fuso sono per natura molto compatti,

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

ma l'altro aspetto notevole è che che si ottiene molta più elettricità

for how much uranium you're fissioning,

in proporzione alla quantità di uranio fissionato,

not to mention the fact that these burn up.

senza contare che questi reattori sono in grado di smaltire.

Their burn-up is much higher.

Il loro potere di smaltimento è molto superiore.

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

Perciò, per una data quantità di combustibile immessa nel reattore,

a lot more of it's being used.

ne viene usata molta di più.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

Il problema con una centrale nucleare tradizionale come questa

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

sono queste barre rivestite di zirconio,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

che contengono pastiglie di diossido di uranio combustibile.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Ora, il diossido di uranio è una ceramica,

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

e la ceramica non lascia fuoriuscire ciò che è al suo interno.

So you have what's called the xenon pit,

Così avremo una cosa che si chiama avvelenamento da xeno

and so some of these fission products love neutrons.

e alcuni di questi prodotti della fissione amano molto i neutroni.

They love the neutrons that are going on

Amano i neutroni che si trovano in giro

and helping this reaction take place.

e che facilitano l'innesco di questa reazione.

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

E li mangiano, e questo, insieme al fatto

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

che il rivestimento ha una durata limitata,

you can only run one of these reactors

significa che un reattore di questo tipo

for roughly, say, 18 months without refueling it.

ogni 18 mesi circa richiede un nuovo rifornimento.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Mentre questi reattori sono in grado di funzionare per 30 anni senza richiedere rifornimento,

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

cosa che io trovo davvero sorprendente,

because it means it's a sealed system.

perché significa che si tratta di un sistema sigillato.

No refueling means you can seal them up

Il fatto che non richiedano rifornimento significa che possono essere sigillati

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

e che non comportano rischi di proliferazione,

and they're not going to have

e non producono dispersione

either nuclear material or radiological material

di materiale nucleare o radioattivo

proliferated from their cores.

dal loro nucleo.

But let's go back to safety, because everybody

Ma torniamo alla questione della sicurezza, perché tutti

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

dopo Fukushima abbiamo dovuto riconsiderare la questione della sicurezza del nucleare,

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

e quando ho deciso di progettare un reattore uno degli obiettivi che mi sono posto

was it had to be passively and intrinsically safe,

era che fosse passivamente e intrinsecamente sicuro,

and I'm really excited about this reactor

e sono molto entusiasta di questo reattore

for essentially two reasons.

principalmente per due ragioni.

One, it doesn't operate at high pressure.

Primo, non funziona ad alta pressione.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

I reattori tradizionali, come i reattori ad acqua pressurizzata

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

o ad acqua bollente utilizzano acqua molto, molto calda

at very high pressures, and this means, essentially,

ad altissima pressione, e questo significa, in sostanza,

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

che in caso di incidente, se si aprisse una falla

of this stainless steel pressure vessel,

in questo contenitore in acciaio inossidabile,

the coolant would leave the core.

il liquido refrigerante fuoriuscirebbe dal nucleo.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Questi reattori funzionano alla pressione atmosferica,

so there's no inclination for the fission products

perciò i prodotti della fissione non tendono

to leave the reactor in the event of an accident.

a fuoriuscire dal reattore in caso di incidente.

Also, they operate at high temperatures,

Inoltre, funzionano ad alte temperature

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

e il combustibile è fuso, perciò non possono fondersi,

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

ma anche nel caso in cui il reattore dovesse uscire dai limiti di tolleranza,

or you lost off-site power in the case

o fosse interrotta l'alimentazione esterna come nel caso

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

di Fukushima, abbiamo un serbatoio di scarico.

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

Dal momento che il carburante è liquido, e che è mescolato al refrigerante,

you could actually just drain the core

sarebbe possibile drenare semplicemente il nucleo

into what's called a sub-critical setting,

in condizioni, come si dice, sottocritiche,

basically a tank underneath the reactor

cioé in sostanza un serbatoio posto sotto al reattore

that has some neutrons absorbers.

dotato di elementi in grado di assorbire i neutroni.

And this is really important, because the reaction stops.

E questo è molto importante, perché in questo modo la reazione si arresta.

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

In questo tipo di reattore, non si può fare.

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

Il combustibile, come dicevo, è ceramica all'interno di barre rivestite in zirconio,

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

e in caso di incidente in un reattore di questo tipo,

Fukushima and Three Mile Island --

come quelli di Fukushima e di Three Mile Island -

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

quella di Three Mile Island è un'evenienza alla quale non si assisteva da molto tempo -

but these zirconium claddings on these fuel rods,

ma i rivestimenti in zirconio su queste barre di combustibile,

what happens is, when they see high pressure water,

quando entrano in contatto con acqua ad alta pressione,

steam, in an oxidizing environment,

vapore, in un ambiente ossidante,

they'll actually produce hydrogen,

producono idrogeno,

and that hydrogen has this explosive capability

e questo idrogeno ha un'incredibile capacità

to release fission products.

di rilasciare prodotti di fissione.

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

Mentre il nucleo di questo reattore, che non è sotto pressione

and it doesn't have this chemical reactivity,

e non genera questa reattività chimica,

means that there's no inclination for the fission products

non tende a rilasciare prodotti di fissione

to leave this reactor.

all'esterno del reattore stesso.

So even in the event of an accident,

Perciò anche in caso di incidente

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

per quanto il reattore possa uscirne inutilizzabile, il che potrà essere

sorry for the power company,

un problema per la compagnia energetica,

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

non si avranno contaminazioni di ampie aree di paesaggio.

So I really think that in the, say,

Quindi penso davvero che da qui a, diciamo,

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

vent'anni dovremo riuscire a realizzare la fusione

and make fusion a reality,

e renderla una realtà concreta,

this could be the source of energy

questa potrebbe essere la fonte energetica

that provides carbon-free electricity.

in grado di fornire elettricità senza ricorrere al carbone.

Carbon-free electricity.

Elettricità senza uso di carbone.

And it's an amazing technology because

E si tratta di una tecnologia sorprendente perché

not only does it combat climate change,

non solo contrasta il cambiamento climatico,

but it's an innovation.

ma è anche innovativa.

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

È un modo per fornire energia al mondo in via di sviluppo,

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

perché si può produrre in fabbrica e a basso costo.

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

Si possono installare in qualunque posto del mondo.

And maybe something else.

E forse anche oltre.

As a kid, I was obsessed with space.

Quando ero bambino ero fissato con lo spazio.

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

Beh, ero anche fissato con la scienza nucleare, a un certo punto,

but before that I was obsessed with space,

ma prima ero fissato con lo spazio,

and I was really excited about, you know,

ed ero tutto preso dall'idea

being an astronaut and designing rockets,

di diventare astronauta e progettare razzi,

which was something that was always exciting to me.

una prospettiva che mi è sempre sembrata eccitantissima.

But I think I get to come back to this,

Ma finirei per tornare comunque a questo discorso,

because imagine having a compact reactor in a rocket

perché pensate a come sarebbe poter dotare un razzo di un reattore compatto

that produces 50 to 100 megawatts.

che produce dai 50 ai 100 megawatt.

That is the rocket designer's dream.

È il sogno di qualunque progettatore di razzi.

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

Il sogno di chiunque debba progettare un habitat su un altro pianeta.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Non solo avere da 50 a 100 megawatt

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

in grado di fornire a qualunque mezzo l'energia di propulsione necessaria per arrivare a destinazione,

but you have power once you get there.

ma anche per avere energia disponibile sul posto.

You know, rocket designers who use solar panels

Avete presente i progettatori che usano pannelli solari

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

o cellule di carburante, insomma una manciata di watt o kilowatt -

wow, that's a lot of power.

wow, questa è una quantità di energia formidabile.

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

Dico, stiamo parlando di circa 100 megawatt.

That's a ton of power.

Una tonnellata di energia.

That could power a Martian community.

Sarebbe sufficiente per una comunità su Marte.

That could power a rocket there.

Che potrebbe anche fornire energia a un razzo.

And so I hope that

E quindi spero

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

in futuro di avere la possibilità di sperimentare in qualche modo

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

la mia passione per i razzi insieme alla mia passione per il nucleare.

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

La gente dice, "Bene, lanciamo pure questa cosa

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

radioattiva nello spazio, e se poi capita un incidente?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Ma non facciamo che lanciare continuamente nello spazio batterie al plutonio.

Everybody was really excited about Curiosity,

Tutti erano entusiasti del rover Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

e aveva una grossa batteria al plutonio a bordo

that has plutonium-238,

fatta con plutonio 238,

which actually has a higher specific activity

che in realtà ha un'attività specifica più alta

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

rispetto al carburante a base di uranio a basso arricchimento di questi reattori a sale fuso,

which means that the effects would be negligible,

il che significa che gli effetti sarebbero trascurabili,

because you launch it cold,

perché verrebbe lanciato freddo,

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

e solo una volta arrivato nello spazio si attiverebbe il reattore.

So I'm really excited.

Perciò sono molto emozionato.

I think that I've designed this reactor here

Credo che questo reattore che ho progettato

that can be an innovative source of energy,

possa essere una fonte energetica innovativa,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

in grado di fornire energia pulita per applicazioni scientifiche di ogni genere,

and I'm really prepared to do this.

e sono pronto a dedicarmi a questo.

I graduated high school in May, and --

Mi sono diplomato alla scuola superiore in maggio, e -

(Laughter) (Applause) —

(Risate) (Applausi) -

I graduated high school in May,

Mi sono diplomato alla scuola superiore in maggio,

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

e ho deciso di avviare una società

to commercialize these technologies that I've developed,

per commercializzare queste tecnologie che ho sviluppato,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

rilevatori rivoluzionari per controllare i container dei cargo,

and these systems to produce medical isotopes,

sistemi per la produzione di isotopi medici,

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

ma voglio occuparmi di questo, e lentamente sto mettendo insieme

a team of some of the most incredible people

una squadra con alcune delle persone più incredibili

I've ever had the chance to work with,

con le quali mi sia mai capitato di lavorare,

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

e mi sento pronto per realizzare questo progetto concretamente.

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

E sono convinto, per quanto concerne la tecnologia,

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

che sarà più economica se non a pari costo rispetto al gas naturale,

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

e non richiede rifornimento per 30 anni,

which is an advantage for the developing world.

che è un grande vantaggio per il mondo in via di sviluppo.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

E voglio dire un'altra cosa forse un po' filosofica

to end with, which is weird for a scientist.

per finire, anche se è strano per uno scienziato.

But I think there's something really poetic

Ma io vedo della poesia

about using nuclear power to propel us to the stars,

nell'usare energia nucleare per farci viaggiare verso le stelle,

because the stars are giant fusion reactors.

perché le stelle sono giganteschi reattori nucleari.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Sono giganteschi calderoni nucleari nel cielo.

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

L'energia che mi rende in grado di parlare a voi oggi,

while it was converted to chemical energy in my food,

che è stata convertita in energia chimica nel cibo che ho mangiato,

originally came from a nuclear reaction,

proviene originariamente da una razione nucleare,

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

e quindi c'è della poesia, secondo me,

perfecting nuclear fission

nel perfezionare la fissione nucleare

and using it as a future source of innovative energy.

e usarla in futuro come fonte di energia innovativa.

So thank you guys.

Perciò, grazie a voi tutti.

(Applause)

(Applausi)