Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Els De Keyser

Well, I have a big announcement to make today,

Ik ga jullie vandaag iets vertellen

and I'm really excited about this.

waarover ik echt enthousiast ben.

And this may be a little bit of a surprise

Dit kan wat verrassend zijn

to many of you who know my research

voor wie iets afweet

and what I've done well.

van mijn vorig onderzoek.

I've really tried to solve some big problems:

Ik heb echt geprobeerd om een aantal grote problemen op te lossen:

counterterrorism, nuclear terrorism,

de strijd tegen terrorisme, nucleair terrorisme,

and health care and diagnosing and treating cancer,

gezondheidszorg en diagnose en behandeling van kanker.

but I started thinking about all these problems,

Toen ik hierover nadacht,

and I realized that the really biggest problem we face,

besefte ik dat het grootste probleem waar we voor staan,

what all these other problems come down to,

waar al deze problemen op neer komen,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

energie is, elektriciteit, de stroom van elektronen.

And I decided that I was going to set out

Ik besloot te proberen

to try to solve this problem.

dit probleem op te lossen.

And this probably is not what you're expecting.

Waarschijnlijk dachten jullie dat ik het over kernfusie zou gaan hebben,

You're probably expecting me to come up here

Waarschijnlijk dachten jullie dat ik het over kernfusie zou gaan hebben,

and talk about fusion,

Waarschijnlijk dachten jullie dat ik het over kernfusie zou gaan hebben,

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

want daar ben ik het grootste deel van mijn leven mee bezig geweest.

But this is actually a talk about, okay --

Maar dit gaat eigenlijk over, oké -

(Laughter) —

(Gelach) —

but this is actually a talk about fission.

over kernsplijting.

It's about perfecting something old,

Het gaat om het perfectioneren van iets

and bringing something old into the 21st century.

dat in de 21ste eeuw al passé lijkt.

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

Laten we iets zeggen over hoe kernsplijting werkt.

In a nuclear power plant, you have

In een kerncentrale heb je

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

een grote ketel water onder hoge druk

and you have some fuel rods,

en enkele brandstofstaven.

and these fuel rods are encased in zirconium,

Deze brandstofstaven zitten gehuld in zirkonium.

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

Het zijn korreltjes uraniumdioxidebrandstof.

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

De kernsplijtingreactie wordt geregeld en op een juist niveau gehouden.

and that reaction heats up water,

Die reactie verwarmt water,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

het water wordt stoom, de stoom doet de turbine draaien

and you produce electricity from it.

en zo maak je elektrische energie.

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

Met de stoomturbine maken we zo al 100 jaar elektriciteit.

the steam turbine idea, for 100 years,

Met de stoomturbine maken we zo al 100 jaar elektriciteit.

and nuclear was a really big advancement

Nucleaire energie was een grote vooruitgang

in a way to heat the water,

om water te verwarmen,

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

maar nog steeds brengen we water aan de kook om de turbine te laten draaien.

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

Ik vroeg me af of dit niet beter kon.

Is fission kind of played out,

Weten we al alles over kernsplijting

or is there something left to innovate here?

of kan het beter?

And I realized that I had hit upon something

Ik besefte dat dit idee van mij

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

mogelijk de wereld enorm zou kunnen veranderen.

And this is what it is.

Hier is het.

This is a small modular reactor.

Dit is een kleine modulaire reactor.

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

Lang niet zo groot als de reactor op de afbeelding.

This is between 50 and 100 megawatts.

Hij levert tussen 50 en 100 megawatt.

But that's a ton of power.

Dat is een enorm vermogen.

That's between, say at an average use,

Genoeg stroom bij gemiddeld gebruik

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

voor 25.000 tot 100.000 huisgezinnen.

Now the really interesting thing about these reactors

Interessant is dat deze reactoren

is they're built in a factory.

in een fabriek kunnen worden gemaakt.

So they're modular reactors that are built

Je maakt ze

essentially on an assembly line,

aan de lopende band,

and they're trucked anywhere in the world,

vervoert ze naar waar ook ter wereld,

you plop them down, and they produce electricity.

installeert ze en ze produceren elektriciteit.

This region right here is the reactor.

Dat hier is de reactor.

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

Hij zit onder de grond, wat belangrijk is.

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

Voor iemand die al heel wat aan contraterrorisme heeft gedaan,

I can't extol to you

kan ik niet genoeg benadrukken

how great having something buried below the ground is

hoe belangrijk het is dat iets onder de grond zit

for proliferation and security concerns.

uit oogpunt van proliferatie en veiligheid.

And inside this reactor is a molten salt,

In de reactor zit een gesmolten zout.

so anybody who's a fan of thorium,

Wie al 'n fan van thorium is,

they're going to be really excited about this,

gaat hier echt enthousiast over zijn.

because these reactors happen to be really good

Deze reactoren zijn echt goed

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

voor het kweken en het branden van de thoriumsplijtstofcyclus,

uranium-233.

uraan-233.

But I'm not really concerned about the fuel.

Maar ik maak me geen zorgen over de brandstof.

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

Ze verteren van alles.

they really like down-blended weapons pits,

Ze houden van verarmd splijtingsmateriaal:

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

hoogverrijkt uranium en plutonium voor atoombommen

that's been down-blended.

dat verarmd werd.

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

Het is dan niet meer bruikbaar voor een nucleair wapen,

but they love this stuff.

maar zij houden van dit spul.

And we have a lot of it sitting around,

We hebben er een hele hoop van liggen,

because this is a big problem.

het is zelfs een groot probleem.

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

In de koude oorlog hebben wij een enorme arsenaal aan kernwapens opgebouwd.

of nuclear weapons, and that was great,

Dat was geweldig,

and we don't need them anymore,

maar nu zitten we ermee.

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

Wat doen we met al dat overschot?

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

Wat doen we met die kernwapens?

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

We stellen ze veilig. Het zou geweldig zijn

if we could burn them, eat them up,

als we ze konden verbranden of opgebruiken.

and this reactor loves this stuff.

Maar deze reactor houdt van dit spul.

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

Een gesmolten-zoutreactor heeft een reactorkern

and it has a heat exchanger from the hot salt,

en een warmtewisselaar van het 'hete' zout,

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

het radioactieve zout, naar een 'koud' zout dat niet radioactief is.

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

Wel nog steeds thermisch heet, maar niet radioactief.

And then that's a heat exchanger

De warmtewisselaar

to what makes this design really, really interesting,

maakt dit ontwerp pas echt interessant.

and that's a heat exchanger to a gas.

Hij brengt de warmte over naar een gas.

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

Ik zei al eerder dat alle vermogen

being produced -- well, other than photovoltaic --

- behalve dan fotovoltaïsch vermogen -

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

voortkomt uit stoomturbines,

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

wat niet efficiënt is.

in a nuclear power plant like this,

Een kerncentrale als deze

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

is slechts voor 30 tot 35% efficiënt.

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

Dat geeft aan hoeveel procent elektrische energie

to how much electricity it's producing.

gewonnen wordt uit de thermische energie van de reactor.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Dat komt doordat deze reactoren

operate at pretty low temperature.

bij een vrij lage temperatuur werken.

They operate anywhere from, you know,

Ze werken overal

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

bij 200 à 300 graden Celsius.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

Maar deze reactoren werken bij 600 à 700 graden Celsius.

which means the higher the temperature you go to,

Thermodynamica vertelt je dat je bij die hogere temperaturen hogere rendementen haalt.

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

Thermodynamica vertelt je dat je bij die hogere temperaturen hogere rendementen haalt.

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

Deze reactor maakt geen gebruik van water. Hij gebruikt gassen

so supercritical CO2 or helium,

als superkritisch CO2 of helium.

and that goes into a turbine,

Die doorlopen een turbine.

and this is called the Brayton cycle.

Dat heet de Braytoncyclus.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Die thermodynamische cyclus produceert elektriciteit,

and this makes this almost 50 percent efficient,

met een efficiëntie van bijna 50 procent.

between 45 and 50 percent efficiency.

met een efficiëntie van bijna 50 procent.

And I'm really excited about this,

Ik vind het fantastisch

because it's a very compact core.

omdat de reactorkern zo compact is.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Gesmolten-zoutreactoren zijn uit zichzelf zeer compact,

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

maar je krijgt er ook nog veel meer elektriciteit uit

for how much uranium you're fissioning,

voor dezelfde hoeveelheid uranium.

not to mention the fact that these burn up.

Ook wordt het veel meer opgebruikt.

Their burn-up is much higher.

De ‘burn-up’ is veel hoger.

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

Voor een bepaalde hoeveelheid brandstof in de reactor,

a lot more of it's being used.

wordt er veel meer van opgebruikt.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

Het probleem met een traditionele kerncentrale als deze

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

is dat de staven bekleed zijn met zirkonium.

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

Daarin zitten de uraniumdioxide-brandstofkorrels.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Uraniumdioxide is een keramisch materiaal.

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

Dat betekent dat wat erin zit, er niet gemakkelijk uit komt.

So you have what's called the xenon pit,

Je krijgt een zogenaamde ‘xenonput’.

and so some of these fission products love neutrons.

Een aantal producten van kernsplijting ‘houden van’ neutronen.

They love the neutrons that are going on

Ze absorberen de neutronen

and helping this reaction take place.

die de reactie aan de gang houden.

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

Ze ‘eten’ ze op. Dat betekent, gecombineerd met

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

het feit dat de omhulling het niet lang volhoudt,

you can only run one of these reactors

dat je deze reactoren maar ongeveer 18 maanden

for roughly, say, 18 months without refueling it.

aan de gang kunt houden zonder ‘bij te tanken’.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Deze reactoren kunnen 30 jaar zonder bijtanken,

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

wat geweldig is

because it means it's a sealed system.

omdat het een gesloten systeem is.

No refueling means you can seal them up

Je kunt ze dus helemaal afsluiten

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

zodat er geen risico op proliferatie bestaat.

and they're not going to have

Je kan er geen

either nuclear material or radiological material

nucleair of radioactief materiaal

proliferated from their cores.

meer uithalen.

But let's go back to safety, because everybody

Na Fukushima moest iedereen de veiligheid van kernenergie opnieuw gaan inschatten.

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

Na Fukushima moest iedereen de veiligheid van kernenergie opnieuw gaan inschatten.

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

Toen ik een kernreactor ging ontwikkelen, was een van de voorwaarden

was it had to be passively and intrinsically safe,

dat hij passief en intrinsiek veilig moest zijn.

and I'm really excited about this reactor

Ik ben echt enthousiast over deze reactor

for essentially two reasons.

en wel om twee redenen.

One, it doesn't operate at high pressure.

Eén: hij werkt niet onder hoge druk.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Traditionele reactoren zoals een drukwaterreactor

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

of kokend-waterreactor bevatten zeer, zeer heet water

at very high pressures, and this means, essentially,

bij zeer hoge druk.

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

Dat betekent dat bij een ongeval, waarbij het drukvat van roestvrij staal barst,

of this stainless steel pressure vessel,

Dat betekent dat bij een ongeval, waarbij het drukvat van roestvrij staal barst,

the coolant would leave the core.

de koelvloeistof de reactorkern uitstroomt.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Deze reactoren werken bij atmosferische druk.

so there's no inclination for the fission products

De kernsplijtingproducten

to leave the reactor in the event of an accident.

verlaten de reactorkern dus nooit.

Also, they operate at high temperatures,

Ze werken ook bij hoge temperaturen,

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

en de brandstof is al gesmolten. Een ‘melt-down’ is dus uitgesloten.

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

In geval er toch iets misgaat,

or you lost off-site power in the case

of als hij geen energie meer geeft

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

of er gebeurt iets als in Fukushima, dan is er een opvangkuip.

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

Omdat je brandstof vloeibaar is en gecombineerd met je koelstof

you could actually just drain the core

kan je de kern laten wegvloeien

into what's called a sub-critical setting,

naar een onderkritische toestand.

basically a tank underneath the reactor

Dat is een tank onder de reactor

that has some neutrons absorbers.

met neutronabsorbeerders.

And this is really important, because the reaction stops.

Daardoor stopt de reactie.

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

Bij dit soort reactor gaat dat niet.

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

Ik zei al dat de brandstof keramisch materiaal binnen een zirkoniumomhulling is.

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

Bij een ongeval in een reactor van dit type,

Fukushima and Three Mile Island --

zoals Fukushima en Three Mile Island -

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

iets als Three Mile Island hebben we al een tijdje niet meer gezien —

but these zirconium claddings on these fuel rods,

gaan de zirkoniumomhullingen

what happens is, when they see high pressure water,

met water onder hoge druk,

steam, in an oxidizing environment,

stoom dus, in een oxiderende omgeving,

they'll actually produce hydrogen,

waterstof produceren.

and that hydrogen has this explosive capability

Dat waterstof kan ontploffen

to release fission products.

en daardoor kernsplijtingsproducten vrijgeven.

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

Aangezien de kern van deze reactor niet onder druk staat

and it doesn't have this chemical reactivity,

en deze chemische reactiviteit niet vertoont,

means that there's no inclination for the fission products

kunnen de kernsplijtingsproducten

to leave this reactor.

van deze reactor niet ontsnappen.

So even in the event of an accident,

Bij een ongeval is de reactor natuurlijk naar de vaantjes.

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

Bij een ongeval is de reactor natuurlijk naar de vaantjes.

sorry for the power company,

Spijtig voor het bedrijf,

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

maar grote oppervlakken land zullen er niet besmet worden.

So I really think that in the, say,

Daarom denk ik

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

dat in de 20 jaar voordat we fusie

and make fusion a reality,

gaan kunnen gebruiken,

this could be the source of energy

dit de energiebron zou kunnen zijn

that provides carbon-free electricity.

waarmee we koolstofvrije elektriciteit

Carbon-free electricity.

kunnen opwekken.

And it's an amazing technology because

Het is een verbazende technologie

not only does it combat climate change,

omdat ze niet alleen klimaatverandering tegengaat,

but it's an innovation.

maar ook innovatief is.

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

Ze geeft energie aan de ontwikkelingslanden,

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

omdat ze in een fabriek en goedkoop geproduceerd wordt.

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

Je kunt ze overal in de wereld toepassen.

And maybe something else.

Misschien nog iets.

As a kid, I was obsessed with space.

Als kind was ik geobsedeerd door de ruimte.

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

Ook wel door de nucleaire wetenschap,

but before that I was obsessed with space,

maar eerst en vooral door de ruimte.

and I was really excited about, you know,

Echt enthousiast om

being an astronaut and designing rockets,

astronaut te worden en raketten te ontwerpen.

which was something that was always exciting to me.

Dat heeft me altijd geboeid.

But I think I get to come back to this,

Maar stel je voor wat het zou betekenen

because imagine having a compact reactor in a rocket

om in een raket een compacte reactor te hebben

that produces 50 to 100 megawatts.

die 50 tot 100 megawatt produceert.

That is the rocket designer's dream.

Dat is de droom van elke raketontwerper.

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

Ook die van de ontwerper van een habitat op een andere planeet.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Niet alleen heb je 50 tot 100 megawatt

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

om je tot daar te brengen, maar daar aangekomen beschik je ook over dat vermogen.

but you have power once you get there.

om je tot daar te brengen, maar daar aangekomen beschik je ook over dat vermogen.

You know, rocket designers who use solar panels

Ontwerpers van raketten maken gebruik van zonnepanelen

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

of brandstofcellen, met slechts enkele watt of kilowatt.

wow, that's a lot of power.

Wow, wat een vermogen.

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

Maar 100 megawatt,

That's a ton of power.

dat is pas een heleboel vermogen.

That could power a Martian community.

Genoeg energie voor een kolonie op Mars en voor de raket om ernaartoe te gaan.

That could power a rocket there.

Genoeg energie voor een kolonie op Mars en voor de raket om ernaartoe te gaan.

And so I hope that

Dus hoop ik dat ik

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

misschien ooit de kans krijg om mijn passie

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

voor raketten te combineren met mijn nucleaire passie.

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

Mensen zeggen: "Alles goed en wel, maar je lanceert dit radioactieve ding

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

de ruimte in. Wat als het misgaat?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Maar we lanceren de hele tijd plutoniumbatterijen.

Everybody was really excited about Curiosity,

Iedereen was echt enthousiast over Curiosity

and that had this big plutonium battery on board

en die had een grote plutoniumbatterij bij.

that has plutonium-238,

Met plutonium-238,

which actually has a higher specific activity

veel radioactiever

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

dan het laagverrijkte uranium van gesmolten-zoutreactoren.

which means that the effects would be negligible,

Dat betekent te verwaarlozen gevolgen, want bij de start is het nog niet actief.

because you launch it cold,

Dat betekent te verwaarlozen gevolgen, want bij de start is het nog niet actief.

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

Pas in de ruimte activeer je de reactor.

So I'm really excited.

Daarom ben ik echt enthousiast.

I think that I've designed this reactor here

Ik ontwierp deze reactor

that can be an innovative source of energy,

als een innovatieve bron van energie,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

voor allerlei soorten fijne wetenschappelijke toepassingen.

and I'm really prepared to do this.

Daar wil ik voor gaan.

I graduated high school in May, and --

In mei beëindig ik mijn middelbare school, en -

(Laughter) (Applause) —

(Gelach) (Applaus) —

I graduated high school in May,

ik besloot

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

een bedrijf op te starten

to commercialize these technologies that I've developed,

voor de commercialisering van een door mij ontwikkelde technologie:

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

revolutionaire detectoren voor het scannen van cargocontainers

and these systems to produce medical isotopes,

en systemen voor de productie van medische isotopen.

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

Ik wil dit en ik bouw langzaamaan

a team of some of the most incredible people

een team op met de meest ongelooflijke mensen

I've ever had the chance to work with,

waar ik ooit mee heb samengewerkt.

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

Ik ben echt bereid om dit te verwezenlijken.

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

Ik denk dat deze technologie

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

goedkoper of toch niet duurder zal zijn dan aardgas,

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

en je hoeft in 30 jaar niet bij te tanken.

which is an advantage for the developing world.

Dat is zeker een voordeel voor de derde wereld.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

Ik ga eindigen met een filosofische noot -

to end with, which is weird for a scientist.

een beetje raar voor een wetenschapper.

But I think there's something really poetic

Ik zie iets poëtisch

about using nuclear power to propel us to the stars,

in het gebruik van kernenergie om ons naar de sterren te brengen,

because the stars are giant fusion reactors.

omdat de sterren zelf reusachtige fusiereactoren zijn.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Het zijn gigantische nucleaire ovens in de ruimte.

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

De energie die het mij mogelijk maakt om hier te praten,

while it was converted to chemical energy in my food,

kwam van de chemische energie in mijn eten.

originally came from a nuclear reaction,

Maar die was dan weer afkomstig van kernreacties.

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

Er zit dus iets poëtisch

perfecting nuclear fission

in het perfectioneren van kernsplijting

and using it as a future source of innovative energy.

en het gebruik ervan als een toekomstige bron van innovatieve energie.

So thank you guys.

Bedankt allemaal.

(Applause)

(Applaus)