Michel Laberge: How synchronized hammer strikes could generate nuclear fusion

Michel Laberge: Como marteladas sincronizadas podem gerar fusão nuclear

Tradutor: Gustavo Rocha Revisor: Ruy Lopes Pereira

Wow, this is bright.

Uau, está bem claro.

It must use a lot of power.

Deve consumir muita energia.

Well, flying you all in here

Bem, trazer vocês aqui de avião

must have cost a bit of energy too.

também deve ter custado um pouco de energia.

So the whole planet needs a lot of energy,

Então o planeta todo precisa de bastante energia,

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

e até agora usamos principalmente combustível fóssil.

We've been burning gas.

Queimamos gás.

It's been a good run.

Tem sido bom.

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

Trouxe-nos aonde estamos, mas precisamos parar.

We can't do that anymore.

Não podemos mais fazer isso.

So we are trying different types of energy now,

Estamos testando tipos diferentes de energia,

alternative energy,

energia alternativa,

but it proved quite difficult to find something

mas parece que é bem difícil encontrar alguma coisa

that's as convenient and as cost-effective

que seja tão conveniente e tão barato

as oil, gas and coal.

quanto petróleo, gás e carvão.

My personal favorite is nuclear energy.

Minha favorita é a energia nuclear.

Now, it's very energy-dense,

Bem, é muito densa energeticamente,

it produces solid, reliable power,

produz energia estável e confiável,

and it doesn't make any CO2.

E não produz CO2.

Now we know of two ways

Agora conhecemos dois jeitos

of making nuclear energy: fission and fusion.

de produzir energia nuclear: fissão e fusão.

Now in fission, you take a big nucleus,

Na fissão, pegamos um grande núcleo,

you break it in part, in two,

dividimos em dois pedaços,

and it makes lots of energy,

e ele produz muita energia,

and this is how the nuclear reactor today works.

e é assim que o reator nuclear funciona hoje.

It works pretty good.

Funciona muito bem.

And then there's fusion.

E há também a fusão.

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

Eu gosto da fusão. A fusão é bem melhor.

So you take two small nuclei,

Pegamos dois núcleos pequenos,

you put it together, and you make helium,

nós os unimos e fazemos hélio,

and that's very nice.

e é bem legal.

It makes lots of energy.

Produz muita energia.

This is nature's way of producing energy.

É assim que a natureza produz energia.

The sun and all the stars in the universe

O Sol e todas as estrelas no universo

run on fusion.

funcionam com fusão.

Now, a fusion plant

Uma usina de fusão

would actually be quite cost-effective

seria, na verdade, muito econômica

and it also would be quite safe.

e também seria bastante segura.

It only produces short term radioactive waste,

Só produz resíduos radioativos de curto prazo,

and it cannot melt down.

e não derrete.

Now, the fuel from fusion comes from the ocean.

E o combustível para a fusão vem do oceano.

In the ocean, you can extract the fuel

No oceano, dá para extrair o combustível

for about one thousandth of a cent

por cerca de um milésimo de centavo

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

por quilowatt-hora, isso é muito, muito barato.

And if the whole planet would run on fusion,

E se o planeta todo funcionasse à fusão,

we could extract the fuel from the ocean.

poderíamos extrair o combustível do oceano.

It would run for billions and billions of years.

funcionaria por bilhões de anos.

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

Bom, se a fusão é tão incrível, por que não a usamos?

Where is it?

Onde está ela?

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

Bem, sempre há um porém.

Fusion is really, really hard to do.

É dificílimo fazer a fusão.

So the problem is, those two nuclei,

Então, o problema é que aqueles dois núcleos

they are both positively charged,

têm carga positiva,

so they don't want to fuse.

e não querem se fundir.

They go like this. They go like that.

Eles vão para cá, vão para lá.

So in order to make them fuse,

Para fundi-los, jogamos um contra o outro muito rápido,

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

and if they have enough speed,

e se tiverem velocidade suficiente,

they will go against the repulsion,

eles vencem a repulsão,

they will touch, and they will make energy.

vão se tocar e vão criar energia.

Now, the particle speed

A velocidade da partícula

is a measure of the temperature.

é uma medida da temperatura.

So the temperature required for fusion

A temperatura necessária para a fusão

is 150 billion degrees C.

é 150 bilhões de graus Celsius.

This is rather warm,

É bem quente,

and this is why fusion is so hard to do.

e é por isso que a fusão é tão difícil de fazer.

Now, I caught my little fusion bug

Bem, eu fiquei vidrado pela fusão

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

durante meu Ph.D. aqui na University of British Columbia,

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

e depois consegui um bom emprego num lugar de impressão a laser

making printing for the printing industry.

em uma indústria de impressão.

I worked there for 10 years,

Trabalhei lá por 10 anos,

and I got a little bit bored,

e eu fiquei um pouco entediado,

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

e fiz 40 anos, e tive uma crise da meia-idade,

you know, the usual thing:

sabem, aquela coisa:

Who am I? What should I do?

"Quem sou eu? O que eu deveria fazer?

What should I do? What can I do?

O que eu deveria fazer? O que eu posso fazer?"

And then I was looking at my good work,

E eu avaliava meu trabalho:

and what I was doing is I was cutting the forests

o que eu fazia era cortar as florestas

around here in B.C.

por aqui em B.C.

and burying you, all of you,

e soterrava vocês, todos vocês,

in millions of tons of junk mail.

em milhões de panfletos inúteis.

Now, that was not very satisfactory.

Não era muito gratificante.

So some people buy a Porsche.

Algumas pessoas compram um Porsche.

Others get a mistress.

Outras arranjam uma esposa.

But I've decided to get my bit

Mas eu decidi fazer minha parte

to solve global warming and make fusion happen.

para resolver o aquecimento global e tornar a fusão uma realidade.

Now, so the first thing I did

E a primeira coisa que eu fiz

is I looked into the literature and I see,

foi buscar na literatura e entender:

how does fusion work?

como funciona a fusão?

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

Os cientistas vêm trabalhando na fusão há algum tempo,

and one of the ways they do it

e um dos jeitos de fazerem isso

is with something called a tokamak.

é com algo chamado tokamak.

It's a big ring of magnetic coil,

É um anel enorme de bobinas magnéticas,

superconducting coil,

bobinas supercondutoras,

and it makes a magnetic field

e produz um campo magnético

in a ring like this,

num anel como este,

and the hot gas in the middle,

e o gás quente no centro,

which is called a plasma, is trapped.

que se chama plasma, fica preso.

The particles go round and round and round

as partículas dão várias voltas

the circle at the wall.

no círculo na parede.

Then they throw a huge amount of heat in there

Introduzem muito calor lá

to try to cook that to fusion temperature.

até a temperatura de fusão.

So this is the inside of one of those donuts,

Este é o interior de uma dessas roscas,

and on the right side you can see

e do lado direito dá para ver o plasma da fusão ali.

the fusion plasma in there.

Now, a second way of doing this

E um segundo jeito de fazer isso

is by using laser fusion.

é usando fusão a laser.

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

Na fusão a laser, há uma bolinha como a de pingue-pongue,

you put the fusion fuel in the center,

colocamos o combustível da fusão no centro,

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

e jogamos vários lasers nele.

The lasers are very strong, and it squashes

Os lasers são muito potentes e destroem

the ping pong ball really, really quick.

a bolinha de pingue-pongue, muito rápido.

And if you squeeze something hard enough,

E se apertarmos suficientemente forte,

it gets hotter,

ele fica mais quente,

and if it gets really, really fast,

e fica muito rápido.

and they do that in one billionth of a second,

Fazemos isso em um bilionésimo de segundo,

it makes enough energy and enough heat

e produz energia e calor suficientes

to make fusion.

para produzir a fusão.

So this is the inside of one such machine.

Este é o interior de uma dessas máquinas.

You see the laser beam and the pellet

Dá para ver o raio laser e a bolinha no centro.

in the center.

Now, most people think that fusion is going nowhere.

Muitas pessoas pensam que a fusão não vai dar em nada.

They always think that the physicists are in their lab

Sempre pensam que os físicos ficam trabalhando no laboratório,

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

mas nada acontece.

That's actually not quite true.

Não é bem assim.

This is a curve of the gain in fusion

Esta é uma curva do ganho na fusão

over the last 30 years or so,

durante os últimos 30 anos,

and you can see that we're making now

e podemos ver que agora fazemos

about 10,000 times more fusion than we used to

cerca de 10 mil vezes mais fusão do que antes

when we started.

quando começamos.

That's a pretty good gain.

É um ganho ótimo.

As a matter of fact, it's as fast

Na verdade, é tão rápido

as the fabled Moore's Law

quanto a lendária Lei de Moore

that defined the amount of transistors

que definia a quantidade de transistores

they can put on a chip.

que cabem em um chip.

Now, this dot here is called JET,

Esse ponto aqui se chama JET,

the Joint European Torus.

o Toro Comum Europeu.

It's a big tokamak donut in Europe,

É uma rosca tokamak gigante na Europa.

and this machine in 1997

Essa máquina, em 1997,

produced 16 megawatts of fusion power

produziu 16 megawatts de energia por meio da fusão

with 17 megawatts of heat.

e consumiu 17 megawatts de calor.

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

Talvez digam que não serve para nada,

but it's actually pretty close,

mas, na verdade, está bem perto, considerando que conseguimos

considering we can get

about 10,000 times more than we started.

cerca de 10 mil vezes mais do que no começo.

The second dot here is the NIF.

O segundo ponto aqui é o NIF,

It's the National Ignition Facility.

a Instalação de Ignição Nacional.

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

É uma máquina de laser gigante nos EUA,

and last month they announced

e, no mês passado, eles anunciaram com bastante repercussão

with quite a bit of noise

that they had managed to make more fusion energy

que conseguiram criar mais energia

from the fusion

a partir da fusão

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

do que a energia que forneceram no centro da bola de pingue-pongue.

Now, that's not quite good enough,

Bem, isso não é bom o bastante,

because the laser to put that energy in

porque o laser consumiu uma quantidade de energia maior

was more energy than that,

do que a obtida pela fusão.

but it was pretty good.

Mas foi muito bom.

Now this is ITER,

Este é o ITER,

pronounced in French: EE-tairh.

pronunciado em francês: itérr.

So this is a big collaboration of different countries

É uma grande colaboração de vários países

that are building a huge magnetic donut

que estão construindo uma rosca gigante no sul da França,

in the south of France,

and this machine, when it's finished,

e essa máquina, quando estiver pronta,

will produce 500 megawatts of fusion power

vai produzir 500 megawatts de energia por fusão,

with only 50 megawatts to make it.

consumindo apenas 50 megawatts para funcionar.

So this one is the real one.

Então este é para valer. Vai funcionar.

It's going to work.

That's the kind of machine that makes energy.

É esse tipo de máquina que produz energia.

Now if you look at the graph, you will notice

Se olharem para o gráfico,

vão notar que há dois pontos um pouco à direita da curva.

that those two dots are a little bit

on the right of the curve.

We kind of have fallen off the progress.

Nós nos desviamos um pouco do que foi planejado.

Actually, the science to make those machines

Na verdade, a ciência para fazer essas máquinas

was really in time

estava pronta, dentro do prazo,

to produce fusion during that curve.

para produzir fusão durante a curva.

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

Entretanto, houve um pouco de política no meio,

and the will to do it was not there,

e não havia a vontade para fazê-la,

so it drifted to the right.

e ela acabou indo para a direita.

ITER, for example, could have been built

O ITER, por exemplo, poderia ter sido construído

in 2000 or 2005,

em 2000 ou em 2005,

but because it's a big international collaboration,

mas por ser uma grande colaboração internacional,

the politics got in and it delayed it a bit.

os políticos se meteram e atrasaram-no um pouco.

For example, it took them about three years

Eles demoraram cerca de três anos para decidir onde colocá-lo.

to decide where to put it.

Now, fusion is often criticized

A fusão muitas vezes é criticada

for being a little too expensive.

por ser um pouco cara demais.

Yes, it did cost

Sim, custou mesmo

um bilhão ou dois bilhões de dólares por ano

a billion dollars or two billion dollars a year

para fazer esse progresso.

to make this progress.

But you have to compare that to the cost

Mas temos que comparar com o custo

of making Moore's Law.

de fazer a Lei de Moore,

That cost way more than that.

que custa muito mais do que isso.

The result of Moore's Law

O resultado da Lei de Moore

is this cell phone here in my pocket.

é esse celular aqui no meu bolso.

This cell phone, and the Internet behind it,

O celular e a Internet por trás dele

cost about one trillion dollars,

custam cerca de um trilhão de dólares,

just so I can take a selfie

só para que eu possa tirar uma selfie

and put it on Facebook.

e colocar no Facebook.

Then when my dad sees that,

E quando meu pai vir isso,

he'll be very proud.

ele vai ficar muito orgulhoso.

We also spend about 650 billion dollars a year

Também gastamos cerca de 650 bilhões de dólares por ano

in subsidies for oil and gas

em subsídios para petróleo e gás

and renewable energy.

e energia renovável.

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

Gastamos meio porcento disso com fusão.

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

Então, eu, pessoalmente, não acho que seja tão caro.

I think it's actually been shortchanged,

Acho que há uma injustiça,

considering it can solve all our energy problems

considerando que pode resolver todos os problemas energéticos,

cleanly for the next couple of billions of years.

de maneira limpa, pelos próximos bilhões de anos.

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

Posso dizer isso, mas não sou muito imparcial,

because I started a fusion company

porque eu abri uma empresa de fusão

and I don't even have a Facebook account.

e nem sequer tenho um perfil no Facebook.

So when I started this fusion company in 2002,

Quando abri essa empresa de fusão em 2002,

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

eu sabia que não poderia enfrentar os grandes caras.

They had much more resources than me.

Eles tinham muito mais recursos do que eu.

So I decided I would need to find a solution

Então decidi que eu precisava de uma solução

that is cheaper and faster.

que fosse mais barata e mais rápida.

Now magnetic and laser fusion

Fusão magnética e a laser

are pretty good machines.

são máquinas muito boas.

They are awesome pieces of technology,

São tecnologias incríveis,

wonderful machines, and they have shown

máquinas maravilhosas, e mostraram

that fusion can be done.

que a fusão pode ser feita.

However, as a power plant,

Porém, como usinas,

I don't think they're very good.

não acho que sejam tão boas.

They're way too big, way too complicated,

São grandes demais, complicadas demais,

way too expensive,

caras demais,

and also, they don't deal very much

e também não lidam muito bem

with the fusion energy.

com a energia da fusão.

When you make fusion, the energy comes out

Quando fazemos fusão, a energia é liberada

as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma.

na forma de nêutrons rápidos, que escapam do plasma.

Those neutrons hit the wall of the machine.

Esses nêutrons atingem a parede da máquina.

It damages it.

E a danificam.

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

E também, precisamos aproveitar o calor desses nêutrons

and run some steam to spin a turbine somewhere,

e gerar vapor para rodar uma turbina.

and on those machines,

Nessas máquinas,

it was all a bit of an afterthought.

só se pensou nisso depois.

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

Então eu decidi que certamente havia um melhor jeito de fazer.

So back to the literature,

Voltei à literatura,

and I read about the fusion everywhere.

e eu li sobre fusão em todo lugar.

One way in particular attracted my attention,

Uma maneira me chamou a atenção em particular,

and it's called magnetized target fusion,

e chama-se fusão de alvo magnetizado,

or MTF for short.

ou MTF, abreviado.

Now, in MTF, what you want to do

Na MTF, o que fazemos é

is you take a big vat

pegar um grande tonel

and you fill that with liquid metal,

e despejar metal líquido.

and you spin the liquid metal

Fazemos o metal líquido girar

to open a vortex in the center,

para abrir um vórtex no centro,

a bit like your sink.

semelhante ao que acontece na pia.

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

Se tirarmos a tampa da pia, surge um vórtex.

And then you have some pistons driven by pressure

Há também uns pistões movidos a pressão

that goes on the outside,

situados no lado de fora,

and this compresses the liquid metal

e comprimem o metal líquido

around the plasma, and it compresses it,

em torno do plasma, e ele se comprime

it gets hotter, like a laser,

e se aquece, como um laser,

and then it makes fusion.

e então faz a fusão.

So it's a bit of a mix

É uma mistura entre a fusão magnetizada

between a magnetized fusion

and the laser fusion.

e a fusão a laser.

So those have a couple of very good advantages.

E há algumas vantagens muito boas.

The liquid metal absorbs all the neutrons

O metal líquido absorve todos os nêutrons

and no neutrons hit the wall,

e nenhum atinge a parede;

and therefore there's no damage to the machine.

portanto, não há danos para a máquina.

The liquid metal gets hot,

o metal líquido fica quente,

so you can pump that in a heat exchanger,

e podemos bombeá-lo para um trocador de calor,

make some steam, spin a turbine.

gerar vapor, girar uma turbina.

So that's a very convenient way of doing

É um jeito bem conveniente de fazer essa parte do processo.

this part of the process.

And finally, all the energy to make the fusion happen

E finalmente, toda a energia para realizar a fusão

comes from steam-powered pistons,

vem de pistões movidos a vapor,

que são muito mais baratos do que lasers

which is way cheaper than lasers

or superconducting coils.

ou bobinas supercondutoras.

Now, this was all very good

Isso era ótimo

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

a não ser pelo fato de que não funcionou muito bem.

(Laughter)

(Risos)

There's always a catch.

Sempre há um porém.

So when you compress that,

Quando comprimimos,

the plasma cools down

o plasma esfria

faster than the compression speed,

mais rápido que a compressão,

so you're trying to compress it,

tentamos comprimi-lo,

but the plasma cooled down and cooled down and cooled down

mas o plasma esfriava, esfriava e esfriava

and then it did absolutely nothing.

e não fez absolutamente nada.

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

Quando vi aquilo, eu disse: "Bem, que pena,

because it's a very, very good idea.

porque é uma ideia muito boa.

So hopefully I can improve on that.

Tomara que eu consiga melhorá-la".

So I thought about it for a minute,

Pensei por um minuto, e disse: "Certo, como podemos melhorar?"

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

So then I thought about impact.

E eu pensei no impacto.

What about if we use a big hammer

E se usássemos um grande martelo

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

e balançássemos e batêssemos no prego assim,

in the place of putting the hammer on the nail

em vez de colocar o martelo no prego

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

e empurrá-lo e apertá-lo? Não funciona.

So what the idea is

Então a ideia era

is to use the idea of an impact.

usar um impacto.

So we accelerate the pistons with steam,

Nós aceleramos os pistões com vapor,

that takes a little bit of time,

isso demora um pouco,

but then, bang! you hit the piston,

mas daí, "Bang!", batemos no pistão,

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

e, "Baff!", toda a energia é criada instantaneamente,

down instantly to the liquid,

vai para o líquido na hora,

and that compresses the plasma much faster.

e o plasma se comprime muito mais rápido.

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

Então eu decidi: "Cero, está bom, vamos fazer assim."

So we built this machine in this garage here.

Construímos esta máquina nesta garagem.

We made a small machine

Fizemos uma máquina pequena de onde conseguimos extrair

that we managed to squeeze

a little bit of neutrons out of that,

alguns nêutrons,

and those are my marketing neutrons,

e esses são meus nêutrons de propaganda,

and with those marketing neutrons,

e com esses nêutrons de propaganda,

then I raised about 50 million dollars,

eu arrecadei cerca de 50 milhões de dólares,

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

e contratei 65 pessoas. Esta é minha equipe.

And this is what we want to build.

E é isso que queremos construir.

So it's going to be a big machine,

E vai ser uma máquina grande,

about three meters in diameter,

cerca de três metros de diâmetro,

liquid lead spinning around,

chumbo líquido girando em torno,

big vortex in the center,

um grande vórtex no centro,

put the plasma on the top and on the bottom,

põe-se o plasma em cima e em baixo,

piston hits on the side,

o pistão bate no lado,

bang!, it compresses it,

"Bang!", comprime, e produz energia,

and it will make some energy,

and the neutron will come out in the liquid metal,

e o nêutron vai sair no metal líquido,

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

entra na máquina a vapor e gira a turbina,

and some of the steam will go back

e um pouco do vapor volta para disparar o pistão.

to fire the piston.

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

Vamos fazer isso cerca de uma vez por segundo,

and it will produce 100 megawatts of electricity.

e vai produzir 100 megawatts de eletricidade.

Okay, we also built this injector,

Certo, também construímos este injetor.

so this injector makes the plasma to start with.

Este injetor cria o plasma para começar.

It makes the plasma at about

Cria o plasma mais ou menos

a lukewarm temperature of three million degrees C.

a uma temperatura morna de três milhões de graus Celsius.

Unfortunately, it doesn't last quite long enough,

Infelizmente, não dura o suficiente,

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

então precisamos estender a vida do plasma um pouquinho,

but last month it got a lot better,

mas no mês passado melhorou muito.

so I think we have the plasma compressing now.

Acho que agora temos o plasma comprimido.

Then we built a small sphere, about this big,

E construímos uma pequena esfera, deste tamanho,

14 pistons around it,

14 pistões em torno,

and this will compress the liquid.

e isso vai comprimir o líquido.

However, plasma is difficult to compress.

Entrentanto, é difícil comprimir plasma.

When you compress it,

Quando se o comprime,

it tends to go a little bit crooked like that,

ele tende a ficar meio torto, deste jeito,

so you need the timing of the piston

Precisamos que o pistão aja na hora certa,

to be very good,

and for that we use several control systems,

e para isso usamos vários sistemas de controle,

which was not possible in 1970,

que não eram possíveis em 1970,

but we now can do that

mas agora podemos fazê-los,

with nice, new electronics.

com novos componentes eletrônicos.

So finally, most people think that fusion

E, finalmente, muitas pessoas acham que a fusão

is in the future and will never happen,

está no futuro e nunca vai acontecer,

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

mas, na verdade, a fusão está se aproximando.

We are almost there.

Estamos quase lá.

The big labs have shown that fusion is doable,

Grandes laboratórios mostraram que a fusão é factível,

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

e agora há pequenas empresas pensando nisso,

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

e elas dizem que não é que não dá para fazer,

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

mas sim como fazê-lo de forma eficiente.

General Fusion is one of those small companies,

A General Fusion é uma dessas pequenas empresas,

and hopefully, very soon, somebody, someone,

e, se tudo der certo, muito em breve, alguém

will crack that nut,

vai dar o pontapé inicial,

and perhaps it will be General Fusion.

e talvez seja a General Fusion.

Thank you very much.

Muito obrigado.

(Applause)

(Aplausos)