Michel Laberge: How synchronized hammer strikes could generate nuclear fusion

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Els De Keyser

Wow, this is bright.

Hola, wat een sterke lamp.

It must use a lot of power.

Die zal wel een hoop energie nodig hebben.

Well, flying you all in here

Jullie allemaal hiernaartoe vliegen,

must have cost a bit of energy too.

zal ook wel een pak energie hebben gekost.

So the whole planet needs a lot of energy,

De hele planeet snakt naar energie

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

en tot nu toe was dat bijna allemaal fossiele energie.

We've been burning gas.

We verbrandden petroleum.

It's been a good run.

Dat was leuk.

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

Dat bracht ons tot hier, maar zo kan het niet doorgaan.

We can't do that anymore.

Dat kan zo niet verder.

So we are trying different types of energy now,

We proberen nu andere vormen van energie uit,

alternative energy,

alternatieve energie.

but it proved quite difficult to find something

Maar niets bleek

that's as convenient and as cost-effective

zo makkelijk en kosteneffectief

as oil, gas and coal.

als olie, gas en steenkool.

My personal favorite is nuclear energy.

Mijn favoriet is kernenergie.

Now, it's very energy-dense,

Ze heeft een grote energiedichtheid,

it produces solid, reliable power,

ze produceert een massa betrouwbaar vermogen

and it doesn't make any CO2.

en ze stoot geen CO2 uit.

Now we know of two ways

Het kan op twee manieren:

of making nuclear energy: fission and fusion.

kernsplijting en kernfusie.

Now in fission, you take a big nucleus,

Bij kernsplijting vertrek je van een grote kern

you break it in part, in two,

en je breekt ze in stukken.

and it makes lots of energy,

Dat geeft een pak energie.

and this is how the nuclear reactor today works.

Zo werkt een kernreactor vandaag.

It works pretty good.

Doet het niet slecht.

And then there's fusion.

Maar er is ook kernfusie.

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

Ik ben weg van fusie. Fusie is beter.

So you take two small nuclei,

Je vertrekt van twee kleine kernen,

you put it together, and you make helium,

brengt ze samen en je krijgt helium.

and that's very nice.

Dat is fijn,

It makes lots of energy.

want er komt een hoop energie bij vrij.

This is nature's way of producing energy.

Dat is de manier waarop de natuur energie maakt.

The sun and all the stars in the universe

De zon en alle sterren in het heelal

run on fusion.

lopen op fusie.

Now, a fusion plant

Een fusiereactor

would actually be quite cost-effective

zou heel kosteneffectief

and it also would be quite safe.

en veilig zijn.

It only produces short term radioactive waste,

Er ontstaat alleen maar kortlevend radioactief afval,

and it cannot melt down.

en kernsmelting is onmogelijk.

Now, the fuel from fusion comes from the ocean.

De brandstof halen we uit zeewater.

In the ocean, you can extract the fuel

Uit zeewater kan je brandstof halen

for about one thousandth of a cent

aan zo'n 0,001 cent per kilowattuur.

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

Heel, heel goedkoop.

And if the whole planet would run on fusion,

Als de hele planeet op kernfusie zou lopen,

we could extract the fuel from the ocean.

konden we brandstof winnen uit zeewater.

It would run for billions and billions of years.

We hadden genoeg voor miljarden jaren.

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

Nu, als fusie toch zo geweldig is, waarom hebben we ze dan nog niet?

Where is it?

Waar blijft ze?

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

Er zit altijd een addertje onder het gras.

Fusion is really, really hard to do.

Fusie is heel, heel moeilijk.

So the problem is, those two nuclei,

Omdat die twee kernen

they are both positively charged,

positief geladen zijn,

so they don't want to fuse.

stoten ze elkaar af.

They go like this. They go like that.

Zo gaat dat. Ze bewegen zo.

So in order to make them fuse,

Om ze te doen fuseren,

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

moeten ze met grote snelheid tegen elkaar smakken.

and if they have enough speed,

Bewegen ze snel genoeg,

they will go against the repulsion,

dan kunnen ze de afstoting overwinnen,

they will touch, and they will make energy.

elkaar raken en energie vrijgeven.

Now, the particle speed

Deeltjessnelheid is een maat voor temperatuur.

is a measure of the temperature.

De benodigde temperatuur

So the temperature required for fusion

is 150 billion degrees C.

bedraagt 150 miljard graden Celsius.

This is rather warm,

Da's nogal warm.

and this is why fusion is so hard to do.

En daarom is fusie zo moeilijk.

Now, I caught my little fusion bug

Ik werd door kernfusie aangestoken

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

tijdens mijn doctoraatsstudie hier aan de universiteit van Brits Columbia.

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

Maar toen kreeg ik een goede job in een groot laserprinterbedrijf.

making printing for the printing industry.

Ze maakten drukwerk voor de printerindustrie.

I worked there for 10 years,

Ik werkte er 10 jaar

and I got a little bit bored,

en raakte er wat op uitgekeken.

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

Op mijn 40ste kreeg ik een midlifecrisis.

you know, the usual thing:

Je weet wel, de gebruikelijke zaken.

Who am I? What should I do?

Wie ben ik? Wat staat me te doen?

What should I do? What can I do?

Wat kan ik doen?

And then I was looking at my good work,

Ik bekeek mijn werk

and what I was doing is I was cutting the forests

en zag dat ik bezig was met wouden om te leggen,

around here in B.C.

hier in Brits Columbia.

and burying you, all of you,

Ik begroef jullie allemaal

in millions of tons of junk mail.

onder miljoenen tonnen ongevraagde reclame.

Now, that was not very satisfactory.

Daar was ik niet blij mee.

So some people buy a Porsche.

Sommigen kopen een Porsche.

Others get a mistress.

Anderen nemen een minnares.

But I've decided to get my bit

Maar ik wilde mijn steentje bijdragen

to solve global warming and make fusion happen.

om de opwarming tegen te houden door fusie mogelijk te maken.

Now, so the first thing I did

Eerst ging ik wat grasduinen

is I looked into the literature and I see,

in de beschikbare literatuur

how does fusion work?

om te weten hoe fusie werkt.

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

De natuurkundigen zijn er al geruime tijd mee bezig.

Een van de manieren waarop ze het probeerden,

and one of the ways they do it

is with something called a tokamak.

is met een zogenaamde tokamak.

It's a big ring of magnetic coil,

Het is een grote ring van magnetische spoelen.

superconducting coil,

Supergeleidende spoelen.

and it makes a magnetic field

Ze maken een magnetisch veld

in a ring like this,

in een ring als deze.

and the hot gas in the middle,

Binnenin zit een heet gas opgesloten,

which is called a plasma, is trapped.

een zogenaamd plasma.

The particles go round and round and round

De plasmadeeltjes

the circle at the wall.

draaien er in rond.

Then they throw a huge amount of heat in there

Ze injecteren een massa warmte-energie

to try to cook that to fusion temperature.

waardoor de inhoud op fusietemperatuur wordt gebracht.

So this is the inside of one of those donuts,

Hier zie je de binnenkant van zo'n donut

and on the right side you can see

en rechts

the fusion plasma in there.

zie je het plasma.

Now, a second way of doing this

Een tweede manier

is by using laser fusion.

is laserfusie.

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

Een kleine pingpongbal

you put the fusion fuel in the center,

met fusiebrandstof in het midden

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

wordt beschoten met een hele batterij lasers.

The lasers are very strong, and it squashes

De lasers zijn uiterst krachtig

the ping pong ball really, really quick.

en persen de pingpongbal supersnel samen.

And if you squeeze something hard enough,

Als je ergens hard genoeg op duwt,

it gets hotter,

wordt het heter.

and if it gets really, really fast,

Als dat echt, echt snel gebeurt

and they do that in one billionth of a second,

- ze doen het in een miljardste van een seconde -

it makes enough energy and enough heat

is dat voldoende energie

to make fusion.

om de fusie in gang te zetten.

So this is the inside of one such machine.

Dit is de binnenkant van zo'n machine.

You see the laser beam and the pellet

Je ziet de laserstralen en de pellet in het midden.

in the center.

Now, most people think that fusion is going nowhere.

De meeste mensen zien geen brood in kernfusie.

They always think that the physicists are in their lab

Ze denken dat de natuurkundigen in hun labs

wel erg hard werken, maar dat het geen resultaat geeft.

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

That's actually not quite true.

Niet helemaal waar.

This is a curve of the gain in fusion

Deze grafiek laat zien hoe fusie verbeterde

over the last 30 years or so,

in de laatste 30 jaar.

and you can see that we're making now

Je kan zien dat het nu

about 10,000 times more fusion than we used to

al 10.000 keer beter gaat

when we started.

dan in het begin.

That's a pretty good gain.

Dat is helemaal niet slecht.

As a matter of fact, it's as fast

In feite gaat het even snel vooruit

as the fabled Moore's Law

als bij de fabelachtige wet van Moore

that defined the amount of transistors

die weergaf hoe het aantal transistors

they can put on a chip.

op één chip toenam.

Now, this dot here is called JET,

Deze stip hier stelt JET voor,

the Joint European Torus.

de Joint European Torus.

It's a big tokamak donut in Europe,

Het is een grote Europese tokamak-donut.

and this machine in 1997

Ze produceerde in 1997

produced 16 megawatts of fusion power

16 megawatt fusievermogen

with 17 megawatts of heat.

voor 17 megawatt warmte-input.

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

Daar hebben we niet veel aan, zal je zeggen,

but it's actually pretty close,

maar we komen in de buurt.

considering we can get

Denk eraan dat het

about 10,000 times more than we started.

ongeveer 10.000 keer beter is dan toen we begonnen.

The second dot here is the NIF.

De tweede stip hier is de NIF,

de National Ignition Facility.

It's the National Ignition Facility.

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

Het is een grote lasermachine in de VS.

Ze veroorzaakte vorige maand

and last month they announced

with quite a bit of noise

heel wat ophef

that they had managed to make more fusion energy

toen ze meer energie produceerde

from the fusion

uit de fusie

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

dan de energie die ze in de pingpongbal stopte.

Now, that's not quite good enough,

Dat is natuurlijk nog niet voldoende

because the laser to put that energy in

want de laser vroeg daarvoor

was more energy than that,

meer energie dan dat,

but it was pretty good.

maar het was tamelijk goed.

Now this is ITER,

Dit is ITER,

pronounced in French: EE-tairh.

op zijn Frans uitgesproken: ie-tèr.

So this is a big collaboration of different countries

Het is een groot samenwerkingsverband tussen verschillende landen.

that are building a huge magnetic donut

Ze bouwen een grote magnetische donut

in the south of France,

in het zuiden van Frankrijk.

and this machine, when it's finished,

Als deze machine gaat werken,

will produce 500 megawatts of fusion power

gaat ze 500 megawatt fusievermogen produceren

with only 50 megawatts to make it.

met slechts 50 megawatt om ze te starten.

So this one is the real one.

Dit is een echte.

It's going to work.

Die gaat werken.

That's the kind of machine that makes energy.

Dit soort machine brengt energie voort.

Now if you look at the graph, you will notice

Als je de grafiek bekijkt,

that those two dots are a little bit

zie je dat deze twee stippen een beetje naar rechts afwijken.

on the right of the curve.

We kind of have fallen off the progress.

Ze stroken niet met de verwachte vooruitgang.

Actually, the science to make those machines

De nodige know-how was aanwezig

was really in time

om fusie-energie te produceren volgens deze verwachting.

to produce fusion during that curve.

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

Maar door politiek getouwtrek

and the will to do it was not there,

en wat minder enthousiasme,

so it drifted to the right.

week het wat af naar rechts.

ITER, for example, could have been built

ITER had bijvoorbeeld al kunnen klaar zijn

in 2000 or 2005,

in 2000 of 2005.

but because it's a big international collaboration,

Omdat er echter zoveel landen meededen,

the politics got in and it delayed it a bit.

ging de politiek stokken in de wielen steken.

For example, it took them about three years

Het duurde al 3 jaar

to decide where to put it.

om uit te maken waar ze gebouwd ging worden.

Now, fusion is often criticized

Fusie wordt vaak

for being a little too expensive.

veel te duur gevonden.

Yes, it did cost

Het kostte inderdaad

a billion dollars or two billion dollars a year

een paar miljard per jaar

om deze vooruitgang te bereiken.

to make this progress.

But you have to compare that to the cost

Vergelijk dat eens met wat het kostte

of making Moore's Law.

om de wet van Moore te volgen.

That cost way more than that.

Een pak meer.

Het resultaat van de wet van Moore

The result of Moore's Law

is this cell phone here in my pocket.

is dit mobieltje in mijn zak.

This cell phone, and the Internet behind it,

Dit mobieltje en het ondersteunend internet

cost about one trillion dollars,

kostte zo'n biljoen dollar

just so I can take a selfie

zodat ik nu een selfie kan nemen

and put it on Facebook.

en op Facebook gooien.

Then when my dad sees that,

Als mijn pa dat ziet,

he'll be very proud.

gaat hij erg trots zijn.

We also spend about 650 billion dollars a year

We geven ook zo'n 500 miljard euro uit

in subsidies for oil and gas

aan subsidies voor olie, gas

and renewable energy.

en hernieuwbare energie.

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

Aan fusie besteden we een half procent daarvan.

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

Ik denk dus niet dat dat teveel is.

I think it's actually been shortchanged,

Ik vind het eerder ondermaats,

considering it can solve all our energy problems

als je ervan uitgaat dat het al onze energieproblemen

cleanly for the next couple of billions of years.

voor de volgende miljarden jaren zou kunnen oplossen.

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

Ik ben natuurlijk wat bevooroordeeld

because I started a fusion company

omdat ik begon met een fusiemaatschappij

and I don't even have a Facebook account.

en zelfs geen Facebookaccount heb.

So when I started this fusion company in 2002,

Toen ik er in 1962 mee begon,

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

wist ik dat ik niet kon optornen tegen de grote jongens.

They had much more resources than me.

Die hadden veel meer middelen dan ik.

So I decided I would need to find a solution

Ik moest dus zoeken

that is cheaper and faster.

naar een goedkopere en snellere oplossing.

Now magnetic and laser fusion

Nu zijn magnetische en laserfusie

are pretty good machines.

wel goede machines.

They are awesome pieces of technology,

Het zijn geweldige technologieën,

wonderful machines, and they have shown

prachtig, en ze hebben aangetoond

that fusion can be done.

dat fusie mogelijk is.

However, as a power plant,

Toch denk ik dat ze als energiecentrale tekortschieten.

I don't think they're very good.

They're way too big, way too complicated,

Ze zijn veel te groot, veel te ingewikkeld,

way too expensive,

veel te duur

and also, they don't deal very much

en ook gaan ze niet goed om

with the fusion energy.

met de fusie-energie.

When you make fusion, the energy comes out

Bij fusie komt de energie tevoorschijn

as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma.

onder de vorm van snelle neutronen uit het plasma.

Those neutrons hit the wall of the machine.

Die raken de wand van de machine

It damages it.

en beschadigen die.

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

Je moet iij de warmte-energie van die neutronen opvangen,

and run some steam to spin a turbine somewhere,

er stoom mee maken om een turbine te laten draaien.

and on those machines,

Daar waren ze bij deze machines

it was all a bit of an afterthought.

niet zo direct mee bezig.

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

Ik vond dat het beter kon.

So back to the literature,

Terug de literatuur in.

and I read about the fusion everywhere.

Ik ging alles over fusie doornemen.

One way in particular attracted my attention,

Een bepaalde manier trok mijn aandacht.

Ze heette 'magnetic target fusion' (magnetisch doelfusie)

and it's called magnetized target fusion,

or MTF for short.

of MTF.

Now, in MTF, what you want to do

Bij MTF

is you take a big vat

neem je een grote ton

and you fill that with liquid metal,

die je vult met een vloeibaar metaal.

and you spin the liquid metal

Dat laat je ronddraaien

to open a vortex in the center,

om in het midden een vortex of kolk te vormen,

a bit like your sink.

zoals bij de spoelbak als je de stop eruit trekt.

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

And then you have some pistons driven by pressure

Aan de buitenkant

that goes on the outside,

zitten een paar zuigers

and this compresses the liquid metal

die het vloeibaar metaal

around the plasma, and it compresses it,

rond het plasma samendrukken.

it gets hotter, like a laser,

Dat wordt heter, zoals bij een laser, en het komt tot fusie.

and then it makes fusion.

So it's a bit of a mix

Het is een tussenvorm tussen gemagnetiseerde fusie en laserfusie.

between a magnetized fusion

and the laser fusion.

So those have a couple of very good advantages.

Beide hebben zo hun voordelen.

The liquid metal absorbs all the neutrons

Het vloeibaar metaal absorbeert alle neutronen.

and no neutrons hit the wall,

Geen neutron raakt de wand

and therefore there's no damage to the machine.

en dus wordt de machine niet beschadigd.

The liquid metal gets hot,

Het metaal wordt heet.

Die warmte gaat naar een warmtewisselaar

so you can pump that in a heat exchanger,

make some steam, spin a turbine.

om een stoomturbine te laten draaien.

So that's a very convenient way of doing

Dit deel van het proces

this part of the process.

is heel geschikt.

And finally, all the energy to make the fusion happen

Uiteindelijk komt alle energie voor de fusie

comes from steam-powered pistons,

van een stoommachine

which is way cheaper than lasers

Dat is veel goedkoper dan lasers

or superconducting coils.

of supergeleidende spoelen.

Now, this was all very good

Allemaal goed en wel,

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

maar het werkte niet.

(Laughter)

(Gelach)

There's always a catch.

Altijd dat addertje onder het gras.

So when you compress that,

Als je dat samendrukt,

the plasma cools down

koelt het plasma sneller af

faster than the compression speed,

dan de samendruksnelheid.

so you're trying to compress it,

Je probeerde het samen te drukken,

but the plasma cooled down and cooled down and cooled down

maar het plasma bleef maar afkoelen

and then it did absolutely nothing.

en deed absoluut niets.

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

Dat vond ik nu erg spijtig,

because it's a very, very good idea.

want het was zo'n schitterend idee.

So hopefully I can improve on that.

Ik hoop dat te verbeteren.

So I thought about it for a minute,

Ik dacht er even over na

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

en vroeg me af hoe we het konden verbeteren.

So then I thought about impact.

Ik dacht aan 'impact'.

What about if we use a big hammer

Wat als we met een grote hamer

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

de nagel op de kop zouden slaan

in the place of putting the hammer on the nail

in plaats van met de hamer tegen de nagel te drukken

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

en hem er zo in te duwen?

So what the idea is

Het idee bestond erin

is to use the idea of an impact.

'impact' te gaan gebruiken.

So we accelerate the pistons with steam,

We versnellen de zuigers met stoom,

that takes a little bit of time,

dat duurt even,

but then, bang! you hit the piston,

maar dan ,'Bang!', raak je de zuiger,

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

en gaat alle energie, 'Baf!',

down instantly to the liquid,

ogenblikkelijk naar de vloeistof.

and that compresses the plasma much faster.

Daardoor wordt het plasma veel sneller samengedrukt.

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

Ik besloot eraan te beginnen.

So we built this machine in this garage here.

We bouwden de machine in deze garage.

We made a small machine

We maakten een kleintje

that we managed to squeeze

waar we een beetje neutronen

a little bit of neutrons out of that,

uit konden persen.

and those are my marketing neutrons,

Die neutronen zijn mijn marketing-neutronen.

and with those marketing neutrons,

Met die marketing-neutronen

then I raised about 50 million dollars,

kon ik 50 miljoen dollar bijeenrijven

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

en 65 mensen aannemen. Dit is mijn team.

And this is what we want to build.

Dit is de grote machine die we willen bouwen,

So it's going to be a big machine,

about three meters in diameter,

met een doormeter van 3 meter.

liquid lead spinning around,

Vloeibaar lood draait erin rond

big vortex in the center,

grote vortex in het midden.

put the plasma on the top and on the bottom,

Boven- en onderaan plasma,

piston hits on the side,

zuiger slaat tegen zijkant,

bang!, it compresses it,

'Bang!' en drukt alles samen,

and it will make some energy,

waardoor wat energie vrijkomt.

and the neutron will come out in the liquid metal,

Het neutron gaat het metaal in.

Dat gaat dan naar de stoommachine en laat de machine draaien.

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

and some of the steam will go back

Een deel van de stoom wordt gebruikt om de zuiger

to fire the piston.

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

één keer per seconde aan te drijven.

and it will produce 100 megawatts of electricity.

Dat gaat 100 megawatt elektriciteit produceren.

Okay, we also built this injector,

We maakten ook deze injector.

so this injector makes the plasma to start with.

Die maakt het startplasma aan.

It makes the plasma at about

Dat plasma heeft

a lukewarm temperature of three million degrees C.

een zacht temperatuurtje van zo'n 3.000.000 °C.

Unfortunately, it doesn't last quite long enough,

Spijtig genoeg houdt het dat niet lang genoeg vol

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

zodat we de levensduur van het plasma nog wat moeten opdrijven.

but last month it got a lot better,

De laatste maand ging het veel beter.

so I think we have the plasma compressing now.

Ik denk dat we het plasma aan het samendrukken zijn.

Then we built a small sphere, about this big,

We bouwden een kleine bol, ongeveer zo groot,

14 pistons around it,

met 14 zuigers errond

and this will compress the liquid.

die de vloeistof gaan samendrukken

However, plasma is difficult to compress.

Het plasma is moeilijk samen te drukken.

When you compress it,

Als je dat doet,

it tends to go a little bit crooked like that,

so you need the timing of the piston

gaat het wat vervormen.

Je moet dus de timing van de zuiger

to be very good,

and for that we use several control systems,

heel goed maken.

Daarvoor benutten we allerlei controlesystemen,

which was not possible in 1970,

wat in 1970 nog niet kon,

but we now can do that

with nice, new electronics.

maar nu kunnen we het

met fijne, nieuwe elektronica.

So finally, most people think that fusion

Om te eindigen: veel mensen denken dat fusie

is in the future and will never happen,

nooit gerealiseerd zal worden,

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

maar in feite staat het te gebeuren.

We are almost there.

The big labs have shown that fusion is doable,

We zijn er bijna.

De grote labs lieten zien dat het kan

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

en nu zijn kleine bedrijven ermee bezig.

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

Het punt is niet meer dat het niet kan,

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

het gaat erom het betaalbaar te maken.

General Fusion is one of those small companies,

General Fusion is een van die bedrijfjes,

and hopefully, very soon, somebody, someone,

en hopelijk zal iemand binnen de kortste keren

will crack that nut,

de noot kraken.

and perhaps it will be General Fusion.

Misschien zal dat wel General Fusion zijn.

Thank you very much.

(Applause)

Erg bedankt.

(Applaus)