Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tłumaczenie: Tomasz Jurczyszyn Korekta: Rysia Wand

Well, I have a big announcement to make today,

Mam ważne ogłoszenie

and I'm really excited about this.

i bardzo się z tego cieszę.

And this may be a little bit of a surprise

Może to trochę zaskoczy tych z was,

to many of you who know my research

którzy znają moje badania

and what I've done well.

i osiągnięcia.

I've really tried to solve some big problems:

Próbowałem rozwiązać poważne problemy,

counterterrorism, nuclear terrorism,

jak walka z terroryzmem, terroryzm jądrowy,

and health care and diagnosing and treating cancer,

opieka zdrowotna, diagnozowanie i leczenie raka.

but I started thinking about all these problems,

Po zastanowieniu zdałem sobie sprawę,

and I realized that the really biggest problem we face,

że największym problemem,

what all these other problems come down to,

z którego wynikają wszystkie inne,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

jest energia, elektryczność, przepływ elektronów.

And I decided that I was going to set out

Zdecydowałem się spróbować

to try to solve this problem.

rozwiązać ten problem.

And this probably is not what you're expecting.

Pewnie nie tego się spodziewacie.

You're probably expecting me to come up here

Spodziewacie się pewnie,

and talk about fusion,

że będę mówić o reakcji termojądrowej,

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

bo tym zajmowałem się większość życia.

But this is actually a talk about, okay --

Ale to w zasadzie prelekcja o...

(Śmiech)

(Laughter) —

but this is actually a talk about fission.

Prelekcja o rozszczepieniu jądra atomowego,

It's about perfecting something old,

dopracowaniu do perfekcji czegoś starego

and bringing something old into the 21st century.

i wprowadzenie go do XXI wieku.

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

Pomówmy, na czym polega rozszczepienie jądra atomowego.

In a nuclear power plant, you have

W elektrowni atomowej znajduje się

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

wielki kocioł z wodą pod wysokim ciśnieniem

and you have some fuel rods,

i pręty paliwowe,

and these fuel rods are encased in zirconium,

które są obłożone cyrkonem

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

i znajdują się tam małe kulki paliwa z dwutlenku uranu,

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

Rozszczepienie jądra atomu kontroluje się i utrzymuje na prawidłowym poziomie,

and that reaction heats up water,

ta reakcja podgrzewa wodę,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

woda zamienia się w parę, która obraca turbinę

and you produce electricity from it.

i wytwarza prąd elektryczny.

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

Właśnie tak wytwarzamy elektryczność

the steam turbine idea, for 100 years,

za pomocą turbiny parowej od 100 lat.

and nuclear was a really big advancement

Reakcja nuklearna była wielkim postępem

in a way to heat the water,

w podgrzewaniu wody,

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

ale nadal podgrzewamy wodę i para obraca turbiną.

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

Pomyślałem, czy to jest najlepszy sposób?

Is fission kind of played out,

Czy rozszczepienie atomu to już wszystko,

or is there something left to innovate here?

czy da się jeszcze coś wynaleźć w tej dziedzinie?

And I realized that I had hit upon something

Zdałem sobie sprawę, że natrafiłem na coś,

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

co ma ogromny potencjał zmienić świat.

And this is what it is.

I to jest właśnie to.

This is a small modular reactor.

To mały reaktor modułowy.

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

Nie jest tak duży, jak reaktor na diagramie.

This is between 50 and 100 megawatts.

Ten ma od 50 do 100 megawatów.

But that's a ton of power.

Ale to ogromna ilość mocy.

That's between, say at an average use,

Przy przeciętnym użyciu

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

to energia dla około 25 000 do 100 000 gospodarstw.

Now the really interesting thing about these reactors

Najciekawsze w tych reaktorach jest to,

is they're built in a factory.

że powstają w fabryce.

So they're modular reactors that are built

To reaktory modułowe,

essentially on an assembly line,

powstające na linii produkcyjnej.

and they're trucked anywhere in the world,

Można je zawieźć w dowolne miejsce na świecie,

you plop them down, and they produce electricity.

postawić - i prąd zaczyna płynąć.

This region right here is the reactor.

Ten obszar tutaj to reaktor.

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

Co ważne, zakopano go pod ziemią.

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

Jako ktoś, kto zajmował się walką z terroryzmem,

I can't extol to you

nie mogę się tego nachwalić,

how great having something buried below the ground is

bo pod względem bezpieczeństwa

for proliferation and security concerns.

zakopywanie pod ziemią to dobry pomysł.

And inside this reactor is a molten salt,

Wewnątrz tego reaktora jest roztopiona sól,

so anybody who's a fan of thorium,

więc każdy, kto jest fanem toru

they're going to be really excited about this,

będzie tym podekscytowany,

because these reactors happen to be really good

bo te reaktory są naprawdę dobre

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

w powielaniu i spalaniu cyklu paliwowego toru,

uranium-233.

uranu-233.

But I'm not really concerned about the fuel.

Ale paliwo tak naprawdę mnie nie martwi.

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

Reaktory są naprawdę żarłoczne,

they really like down-blended weapons pits,

są jak zubożone jądra broni nuklearnej,

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

czyli wysoce wzbogacony uran i pluton do zastosowań bojowych,

that's been down-blended.

które zubożono

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

i przetworzono tak dalece, że nie nadają się na broń atomową,

but they love this stuff.

ale i tak mają amatorów.

And we have a lot of it sitting around,

Mnóstwo tego leży odłogiem,

because this is a big problem.

bo jest to wielki problem.

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

Podczas zimnej wojny powstał wielki arsenał

of nuclear weapons, and that was great,

broni nuklearnej, wspaniale,

and we don't need them anymore,

ale już jej nie potrzebujemy.

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

Co teraz zrobić z odpadami?

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

Co zrobić z jądrami broni nuklearnej?

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

Zabezpieczamy je, ale byłoby lepiej,

if we could burn them, eat them up,

gdyby dało się je spalić, zużyć,

and this reactor loves this stuff.

a ten reaktor uwielbia te materiały.

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

To reaktor wykorzystujący stopioną sól.

Ma rdzeń, ma też wymiennik ciepła z gorącej soli,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

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

radioaktywnej soli, na zimną sól, która nie jest radioaktywna.

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

Jest wciąż termicznie ciepła, ale nieradioaktywna.

And then that's a heat exchanger

Produkt tego wymiennika ciepła

to what makes this design really, really interesting,

to naprawdę interesująca strona projektu,

and that's a heat exchanger to a gas.

bo ciepło wymienia się na gaz.

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

Wracając do produkcji energii

being produced -- well, other than photovoltaic --

innej niż fotowoltaiczna,

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

produkowanej przez parę i obroty turbiny.

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

To wcale nie jest wydajne.

in a nuclear power plant like this,

W elektrowni jądrowej takiej jak ta

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

wydajność sięga tylko od 30 do 35%.

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

To stosunek energii termicznej oddawanej przez reaktor

to how much electricity it's producing.

do ilości wyprodukowanej energii elektrycznej.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Powodem tak niskiej wydajności jest to,

operate at pretty low temperature.

że reaktory działają w niskiej temperaturze.

They operate anywhere from, you know,

Pracują w przedziale

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

od 200 do 300 stopni Celsjusza.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

Moje reaktory działają w temperaturze 600 do 700 stopni Celsjusza,

which means the higher the temperature you go to,

co oznacza, że im wyższa temperatura,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

tym, według termodynamiki, większa wydajność.

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

Ten reaktor nie używa wody, używa gazu.

so supercritical CO2 or helium,

Nadkrytyczny dwutlenek węgla lub hel

and that goes into a turbine,

trafia do turbiny,

and this is called the Brayton cycle.

co nazywamy obiegiem Braytona-Joule’a.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

To cykl termodynamiczny, który produkuje elektryczność,

and this makes this almost 50 percent efficient,

osiągając prawie 50% wydajności,

between 45 and 50 percent efficiency.

od 45 do 50% wydajności.

And I'm really excited about this,

To fantastyczne,

because it's a very compact core.

bo to bardzo kompaktowy rdzeń.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Reaktory na stopioną sól są bardzo kompaktowe z natury,

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

a w dodatku produkują znacznie więcej elektryczności

for how much uranium you're fissioning,

w stosunku do ilości rozszczepionego uranu,

not to mention the fact that these burn up.

nie wspominając o fakcie ich spalania.

Their burn-up is much higher.

Ich spalanie jest dużo wyższe.

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

Znacznie większa część paliwa jest zużywana.

a lot more of it's being used.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

W tradycyjnej elektrowni jądrowej, jak ta,

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

mamy pręty platerowane w cyrkonie,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

a w środku kulki tlenku uranu.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Tlenek uranu jest ceramiczny,

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

a ceramika nie lubi wypuszczania zawartości.

So you have what's called the xenon pit,

To tak zwane jądro ksenonowe,

and so some of these fission products love neutrons.

a niektóre z produktów rozszczepienia lubią neutrony.

They love the neutrons that are going on

Uwielbiają neutrony, które poruszają się

and helping this reaction take place.

i pomagają w zajściu tej reakcji.

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

Pożerają je,

a ponieważ powłoka nie wytrzymuje zbyt długo,

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

you can only run one of these reactors

taki reaktor może działać

for roughly, say, 18 months without refueling it.

może 18 miesięcy bez uzupełniania paliwa.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Moje reaktory działają przez 30 lat bez uzupełniania paliwa,

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

co moim zdaniem jest niesamowite,

because it means it's a sealed system.

bo oznacza zapieczętowany system.

No refueling means you can seal them up

Brak tankowania oznacza, że można je zaplombować

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

usuwając ryzyko rozprzestrzeniania się.

and they're not going to have

Nie będzie ani nuklearnego

either nuclear material or radiological material

ani radiologicznego materiału

proliferated from their cores.

rozprzestrzeniającego się z ich rdzeni.

But let's go back to safety, because everybody

Wróćmy jednak do kwestii bezpieczeństwa.

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

Po Fukushimie należało ocenić ponownie bezpieczeństwo nuklearne.

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

W planach reaktora założyłem,

was it had to be passively and intrinsically safe,

że ma być pasywny i iskrobezpieczny.

and I'm really excited about this reactor

Jestem podekscytowany

for essentially two reasons.

z dwóch powodów.

One, it doesn't operate at high pressure.

Po pierwsze, nie pracuje pod wysokim ciśnieniem.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Tradycyjne reaktory,

jak reaktor wodny ciśnieniowy lub reaktor wodny wrzący,

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

stosują bardzo gorącą wodę

at very high pressures, and this means, essentially,

pod wysokim ciśnieniem,

czyli że w razie wypadku,

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

jeśli dojdzie do rozerwania nierdzewnej stali naczynia ciśnieniowego,

of this stainless steel pressure vessel,

the coolant would leave the core.

chłodziwo opuszcza rdzeń.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Moje reaktory pracują zasadniczo przy ciśnieniu atmosferycznym,

so there's no inclination for the fission products

więc produkty rozszczepienia nie mają tendencji

to leave the reactor in the event of an accident.

do opuszczania reaktora w razie wypadku.

Also, they operate at high temperatures,

Pracują także w wysokich temperaturach,

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

paliwo jest płynne, więc nie może się przetopić,

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

ale gdyby reaktor wyszedł kiedyś poza wartości tolerancji

or you lost off-site power in the case

lub stracił zasilanie, jak w Fukushimie,

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

istnieje zbiornik zrzutu.

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

Ponieważ paliwo jest płynne i połączone z chłodziwem,

you could actually just drain the core

można właściwie po prostu spuścić rdzeń

into what's called a sub-critical setting,

do tak zwanego ustawienia sub-krytycznego.

basically a tank underneath the reactor

Jest to zbiornik umieszczony pod reaktorem,

that has some neutrons absorbers.

który ma pochłaniacze neutronów.

And this is really important, because the reaction stops.

To bardzo ważne, bo reakcja zostaje zahamowana.

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

W dawnym rodzaju reaktora nie można tego zrobić.

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

Paliwo jest ceramiczne, zanurzone w cyrkonowych prętach paliwowych,

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

a w razie wypadku reaktora tego typu,

Fukushima and Three Mile Island --

jak Fukushima i Three Mile Island...

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

Analizując Three Mile Island, nie dostrzegaliśmy tego przez jakiś czas,

but these zirconium claddings on these fuel rods,

ale cyrkonowe okładziny na prętach paliwowych,

what happens is, when they see high pressure water,

w zestawieniu z wysokociśnieniową wodą,

steam, in an oxidizing environment,

parą, w środowisku utleniającym,

they'll actually produce hydrogen,

produkują wodór,

and that hydrogen has this explosive capability

który ma właściwości wybuchowe.

to release fission products.

Dochodzi do uwolnienia produktów rozszczepienia.

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

Rdzeń mojego reaktora nie jest pod ciśnieniem

and it doesn't have this chemical reactivity,

i nie ma takiej reaktywności chemicznej,

means that there's no inclination for the fission products

a produkty rozszczepienia nie będą próbowały

to leave this reactor.

wyciekać z reaktora.

So even in the event of an accident,

Nawet jeśli dojdzie do wypadku,

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

reaktor, owszem, może ulec zniszczeniu,

sorry for the power company,

co będzie przykre dla firmy energetycznej,

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

ale nie zanieczyści ogromnych połaci ziemi.

So I really think that in the, say,

Uważam, że przez te 20 lat,

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

jakie zajmie nam urzeczywistnienie syntezy termojądrowej,

and make fusion a reality,

this could be the source of energy

to mogłoby być źródłem energii,

that provides carbon-free electricity.

które dostarcza elektryczność bez potrzeby użycia węgla.

Carbon-free electricity.

Elektryczność bez węgla.

And it's an amazing technology because

To niesamowita technologia,

not only does it combat climate change,

ponieważ nie tylko walczy ze zmianami klimatu,

but it's an innovation.

ale jest innowacją.

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

Jest sposobem dostarczenia energii dla rozwijającego się świata,

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

bo jest tania i produkowana fabrycznie.

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

Może stanąć w dowolnym miejscu.

And maybe something else.

No i może coś jeszcze.

As a kid, I was obsessed with space.

Gdy byłem dzieckiem, fascynował mnie kosmos.

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

Fascynowała mnie również fizyka nuklearna,

but before that I was obsessed with space,

ale przedtem miałem obsesję na punkcie kosmosu.

and I was really excited about, you know,

Bardzo chciałem zostać astronautą

being an astronaut and designing rockets,

i projektować rakiety,

which was something that was always exciting to me.

to zawsze mnie fascynowało.

But I think I get to come back to this,

Chyba muszę do tego wrócić,

because imagine having a compact reactor in a rocket

bo wyobraźcie sobie taki niewielki reaktor w rakiecie,

that produces 50 to 100 megawatts.

który produkuje od 50 do 100 megawatów.

That is the rocket designer's dream.

To marzenie projektantów rakiet.

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

Kogoś, kto projektuje środowisko na innej planecie.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Otrzymujemy nie tylko od 50 do 100 megawatów

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

do zasilania napędu środka transportu,

ale także energię na miejscu.

but you have power once you get there.

You know, rocket designers who use solar panels

Projektanci rakiet używają paneli słonecznych

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

lub ogniw paliwowych o mocy kilku watów czy kilowatów.

wow, that's a lot of power.

Wydaje się, że to dużo energii.

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

Tu mowa o prawie 100 megawatach.

That's a ton of power.

To ogrom mocy.

That could power a Martian community.

To mogłoby zasilić marsjańską osadę,

That could power a rocket there.

zasilić rakietę, by tam dotrzeć.

And so I hope that

Zatem mam nadzieję,

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

że może będę miał okazję rozwijać

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

równocześnie pasję do rakiet i do fizyki nuklearnej.

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

Słyszę pytania: "Wysyłasz to coś

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

radioaktywne w kosmos, a co z wypadkami?".

But we launch plutonium batteries all the time.

Ale cały czas wysyłamy plutonowe baterie jądrowe.

Everybody was really excited about Curiosity,

Wszyscy się cieszyli łazikiem Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

zasilanym plutonowymi bateriami,

that has plutonium-238,

z plutonu-238,

which actually has a higher specific activity

choć ma większą określoną aktywność

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

niż nisko wzbogacone paliwo z uranu ze stopionych reaktorów solnych.

which means that the effects would be negligible,

Oznacza to, że efekty byłyby nieistotne,

because you launch it cold,

bo wysyłamy zimny reaktor

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

i aktywujemy go dopiero w przestrzeni kosmicznej.

So I'm really excited.

Jestem naprawdę podekscytowany.

I think that I've designed this reactor here

Uważam, że zaprojektowałem reaktor,

that can be an innovative source of energy,

który będzie innowacyjnym źródłem energii,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

zapewni zasilanie wielu aplikacji naukowych.

and I'm really prepared to do this.

Jestem naprawdę gotów to zrobić.

I graduated high school in May, and --

Ukończyłem liceum w maju i...

(Laughter) (Applause) —

(Śmiech) (Brawa)

I graduated high school in May,

Ukończyłem liceum w maju

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

i zdecydowałem, że otworzę firmę,

to commercialize these technologies that I've developed,

by skomercjalizować technologie mojego projektu,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

rewolucyjne czujniki do skanowania kontenerów

and these systems to produce medical isotopes,

i systemy do produkcji izotopów medycznych.

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

Ale naprawdę chcę robić to i powoli zacząłem zbierać

a team of some of the most incredible people

zespół niesamowitych ludzi,

I've ever had the chance to work with,

z którymi miałem już szansę współpracować

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

i jesteśmy gotowi to urzeczywistnić.

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

Patrząc na tę technologię, uważam,

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

że będzie tańsza lub w podobnej cenie co gaz naturalny

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

i nie trzeba uzupełniać paliwa przez 30 lat,

which is an advantage for the developing world.

co jest zaletą dla rozwijającego się świata.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

Zakończę może trochę filozoficznie,

to end with, which is weird for a scientist.

co jest trochę dziwne dla naukowca.

But I think there's something really poetic

Ale myślę, że jest coś naprawdę poetyckiego

about using nuclear power to propel us to the stars,

w używaniu energii jądrowej do wysłania nas w gwiazdy,

because the stars are giant fusion reactors.

bo gwiazdy są ogromnymi reaktorami termojądrowymi,

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

gigantycznymi nuklearnymi kotłami na niebie.

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

Energia, dzięki której mogę dzisiaj mówić,

while it was converted to chemical energy in my food,

zanim zmieniła się w energię chemiczną w pokarmie,

originally came from a nuclear reaction,

pierwotnie pochodziła z reakcji nuklearnej.

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

Zatem jest coś poetyckiego

perfecting nuclear fission

w doskonaleniu rozszczepienia jądrowego

and using it as a future source of innovative energy.

i używaniu go jako źródła innowacyjnej energii.

So thank you guys.

Dzięki.

(Applause)

(Brawa)