Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Taylor Wilson: Meu plano radical para pequenos reatores de fissão nuclear

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tradutor: Gustavo Rocha Revisor: Tania Piorino

Well, I have a big announcement to make today,

Bom, tenho um grande anúncio para fazer hoje,

and I'm really excited about this.

e estou muito animado com isso.

And this may be a little bit of a surprise

E isso pode ser meio surpreendente para

to many of you who know my research

muitos dos que conhecem minha pesquisa

and what I've done well.

e o que eu fiz bem.

I've really tried to solve some big problems:

Eu realmente tentei resolver grandes problemas:

counterterrorism, nuclear terrorism,

antiterrorismo, terrorismo nuclear,

and health care and diagnosing and treating cancer,

e assistência médica e diagnosticar e tratar câncer,

but I started thinking about all these problems,

mas comecei a pensar sobre esses problemas todos

and I realized that the really biggest problem we face,

e percebi que na verdade o maior problema que enfrentamos,

what all these other problems come down to,

a que todos esses outros problemas se resumem,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

é energia, eletricidade, o fluxo de electrons.

And I decided that I was going to set out

E eu decidi que eu ia me propor a

to try to solve this problem.

tentar resolver esse problema.

And this probably is not what you're expecting.

E provavelmente isso não é o que vocês esperam.

You're probably expecting me to come up here

Vocês provavelmente estão esperando que eu venha aqui

and talk about fusion,

e fale sobre fusão,

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

porque isso é o que andei fazendo a maior parte da minha vida.

But this is actually a talk about, okay --

Mas na verdade é uma conversa sobre, ok --

(Laughter) —

(Risos) —

but this is actually a talk about fission.

mas essa é mesmo uma conversa sobre fissão.

It's about perfecting something old,

Se trata de aperfeiçoar algo antigo,

and bringing something old into the 21st century.

e trazer algo novo para o século XXI.

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

Vamos conversar um pouco sobre como a fissão nuclear funciona.

In a nuclear power plant, you have

Em uma usina nuclear, você tem

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

Um grande recipiente com água que está sob alta pressão,

and you have some fuel rods,

e você tem uns bastões de combustível,

and these fuel rods are encased in zirconium,

e esses bastões de combustível estão revestidos com zircônio,

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

e eles são pequenas pelotas de combustível de dióxido de urânio

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

e uma reação de fissão é controlada e mantida a um nível adequado,

and that reaction heats up water,

e essa reação aquece a água,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

a água se transforma em vapor, o vapor gira a turbina,

and you produce electricity from it.

e você produz eletricidade assim.

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

Esse é o mesmo jeito que vimos produzindo eletricidade,

the steam turbine idea, for 100 years,

a ideia da turbina a vapor, por 100 anos,

and nuclear was a really big advancement

e nuclear foi mesmo um grande avanço

in a way to heat the water,

na maneira de aquecer a água,

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

mas você ainda ferve a água e ela se transforma em vapor e gira a turbina.

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

E eu pensei, sabe, será que esse é o melhor jeito de fazer isso?

Is fission kind of played out,

Será que a fissão está sendo aproveitada ao máximo,

or is there something left to innovate here?

ou há ainda algo que se inovar aqui?

And I realized that I had hit upon something

E eu percebi que eu tinha esbarrado em algo

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

que eu penso que tem esse enorme potencial para mudar o mundo.

And this is what it is.

E é isso do que se trata.

This is a small modular reactor.

Este é um pequeno reator modular.

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

Portanto não é tão grande quanto o reator que vocês vêem no diagrama aqui.

This is between 50 and 100 megawatts.

Este é de entre 50 e 100 megawatts.

But that's a ton of power.

Mas isso é muita potência.

That's between, say at an average use,

Está entre, digamos com um uso médio,

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

é talvez o que 25.000 a 100.000 casas poderiam precisar para funcionar.

Now the really interesting thing about these reactors

E a coisa realmente interessante sobre esses reatores

is they're built in a factory.

é que eles são construídos em uma fábrica.

So they're modular reactors that are built

Então eles são reatores modulares que são construídos

essentially on an assembly line,

essencialmente numa linha de produção,

and they're trucked anywhere in the world,

e são enviados para qualquer lugar de mundo,

you plop them down, and they produce electricity.

você os liga, e eles produzem eletricidade.

This region right here is the reactor.

Essa parte bem aqui é o reator.

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

E ela enterrada sob o chão, o que é muito importante.

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

Para alguém que já fez muito trabalho antiterrorismo,

I can't extol to you

Não consigo enfatizar para vocês

how great having something buried below the ground is

como é bom ter algo enterrado sob o chão

for proliferation and security concerns.

por questões de proliferação e de segurança.

And inside this reactor is a molten salt,

E dentro deste reator tem sal fundido,

so anybody who's a fan of thorium,

Então quem for fã de tório,

they're going to be really excited about this,

ficará muito empolgado com isto,

because these reactors happen to be really good

pois estes reatores são muito bons

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

em reproduzir e queimar o ciclo de combustão do tório,

uranium-233.

urânio-233.

But I'm not really concerned about the fuel.

Mas não estou muito procupado com o combustível.

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

Você pode esgotá-los -- eles consomem muito,

they really like down-blended weapons pits,

Eles são mesmo como poços de armas fracamente enriquecidas,

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

e isso seria urânio extremamente enriquecido e plutônio altamente puro

that's been down-blended.

que tenham sido fracamente enriquecidos.

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

Transformados numa classe onde não são utilizáveis como armas nucleares,

but they love this stuff.

mas eles adoram essas coisas.

And we have a lot of it sitting around,

E nós temos muito disso sem uso,

because this is a big problem.

porque esse é um grande problema.

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

Sabem, na Guerra Fria, nós construimos esse arsenal enorme

of nuclear weapons, and that was great,

de armas nucleares, e foi muito bom,

and we don't need them anymore,

e não precisamos mais delas,

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

e o que estamos fazendo com todas as sobras, essencialmente?

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

O que estamos fazendo com todos os poços daquelas armas nucleares?

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

Bem, estamos protegendo-os, e seria muito bom

if we could burn them, eat them up,

se pudéssemos queimá-los, consumi-los totalmente,

and this reactor loves this stuff.

e esse reator adora essas coisas.

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

E é um reator de sal fundido. Tem um núcleo,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

e tem um permutador de energia térmica proveniente do sal aquecido,

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

do sal radioativo, para um sal resfriado que não é radioativo.

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

Ainda é termicamente quente, mas não é radioativo.

And then that's a heat exchanger

E então é esse o permutador de calor

to what makes this design really, really interesting,

que torna esse design realmente muito interessante,

and that's a heat exchanger to a gas.

e esse é um permutador de calor com um gás.

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

Voltando para o que eu estava falando antes sobre toda a energia

being produced -- well, other than photovoltaic --

sendo produzida -- bem, que não seja fotovoltaica --

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

sendo produzida pela ebulição desse vapor e a rotação da turbina,

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

não é exatamente muito eficiente, e de fato,

in a nuclear power plant like this,

numa usina nuclear como essa,

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

só é aproximadamente 30 a 35% eficiente.

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

É essa a razão da energia térmica que o reator está consumindo

to how much electricity it's producing.

pela eletricidade que está sendo produzida.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

E a razão que torna a eficiência tão baixa é que esses reatores

operate at pretty low temperature.

operam a uma temperatura razoavelmente baixa.

They operate anywhere from, you know,

Eles operam em qualquer temperatura entre, sabem,

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

talvez 200 a 300 graus Celsius.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

E esses reatores funcionam entre 600 a 700 graus Celsius,

which means the higher the temperature you go to,

o que significa que quanto mais alta a temperatura a que você chega,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

a termodinâmica diz que você terá uma eficiência maior.

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

E esse reator não usa água. Ele usa gás,

so supercritical CO2 or helium,

CO2 supercrítico ou hélio,

and that goes into a turbine,

e esse gás vai para a turbina,

and this is called the Brayton cycle.

e isso chama ciclo de Brayton.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Esse é o ciclo termodinâmico que produz eletricidade,

and this makes this almost 50 percent efficient,

E isso o deixa quaso 50% eficiente,

between 45 and 50 percent efficiency.

entre 45 e 50% de eficiência.

And I'm really excited about this,

E eu estou muito empolgado com isso,

because it's a very compact core.

porque é um núcleo muito compacto.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Reatores de sal fundido são muito compactos por natureza,

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

mas o que também é ótimo é que você consegue muito mais eletricidade

for how much uranium you're fissioning,

pela quantidade de urânio sendo fissionado,

not to mention the fact that these burn up.

sem falar do fato de que eles queimam completamente.

Their burn-up is much higher.

Seu grau de queima é muito maior.

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

Portanto, para uma dada quantidade de combustível que você coloque no reator,

a lot more of it's being used.

uma maior parte dele está sendo usada.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

E o problema com uma usina nuclear tradicional como esta aqui

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

é, você tem esses bastões que são revestidos em zircônio,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

e dentro deles estão pelotas de combustível de dióxido de urânio.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Bem, dióxido de urânio é uma cerâmica,

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

e cerâmicas não gostam de liberar o que elas têm por dentro.

So you have what's called the xenon pit,

Então você tem o chamado poço de xenônio,

and so some of these fission products love neutrons.

e alguns desse produtos da fissão adoram nêutrons.

They love the neutrons that are going on

Eles adoram os nêutrons que estão passando

and helping this reaction take place.

e ajudando essa reação a acontecer.

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

e eles os consomem, o que significa, combinado com

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

o fato de que o revestimento não dura muito,

you can only run one of these reactors

você só pode usar um desses reatores

for roughly, say, 18 months without refueling it.

por aproximadamente, digamos, 18 meses sem reabastecê-lo.

So these reactors run for 30 years without refueling,

E estes reatores funcionam por 30 anos sem reabastecimento,

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

o que é, na minha opinião, muito incrível,

because it means it's a sealed system.

porque significa que é um sistema selado.

No refueling means you can seal them up

Sem reabastecimento significa que você pode selá-lo

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

e eles não serão um risco de proliferação,

and they're not going to have

e eles não terão

either nuclear material or radiological material

nem material nuclear nem material radiológico

proliferated from their cores.

emitidos do seu núcleo.

But let's go back to safety, because everybody

Mas voltemos à segurança, porque todo mundo

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

depois de Fukushima teve que reavaliar a segurança da energia nuclear,

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

e uma das coisas quando me propus a projetar um reator de energia

was it had to be passively and intrinsically safe,

foi que ele tinha que ser passivamente e intrinsicamente seguro,

and I'm really excited about this reactor

e estou muito empolgado com este reator

for essentially two reasons.

por essencialmente duas razões.

One, it doesn't operate at high pressure.

Uma, ele não opera em alta pressão.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

E reatores tradicionais como reatores de água pressurizada

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

ou reatores de água fervente, usam água muito, muito quente

at very high pressures, and this means, essentially,

a pressões muito altas, e isso significa, essencialmente,

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

no caso de um acidente, se você tiver qualquer rachadura que seja

of this stainless steel pressure vessel,

nesse reservatório pressurizado de aço inoxidável,

the coolant would leave the core.

o refrigerante vazaria do núcleo.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Esse reatores operam essencialmente à pressão atmosférica,

so there's no inclination for the fission products

portante não há qualquer tendência dos produtos da fissão

to leave the reactor in the event of an accident.

de sair do reator no caso de um acidente.

Also, they operate at high temperatures,

Além disso, eles operam em altas temperaturas,

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

e o combustível é fundido, portanto ele não pode derreter,

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

mas no caso do reator ultrapassar os limites de tolerância,

or you lost off-site power in the case

ou de você perder energia de fora do local no caso

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

de algo como Fukushima, há um tanque de depósito.

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

Porque o seu combustível é líquido e está misturado com seu refrigerante,

you could actually just drain the core

você pode simplesmente drenar o núcleo

into what's called a sub-critical setting,

no que chamamos de configuração subcrítica,

basically a tank underneath the reactor

basicamente um tanque embaixo do reator

that has some neutrons absorbers.

que tem alguns absorvedores de nêutrons.

And this is really important, because the reaction stops.

E isso é muito importante, porque a reação pára.

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

Neste tipo de reator não dá para fazer isso.

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

O combustível, como eu disse, é cerâmica dentro de bastões de combustível de zircônio,

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

e no caso de um acidente em um reator desse tipo,

Fukushima and Three Mile Island --

Fukushima e Three Mile Island --

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

analisando a Three Mile Island, nós realmente não vimos isso por um momento --

but these zirconium claddings on these fuel rods,

mas esses revestimentos de zircônio nesses bastões de combustível,

what happens is, when they see high pressure water,

o que acontece é que, quando eles vêem água em alta pessão,

steam, in an oxidizing environment,

vapor, em um ambiente oxidante,

they'll actually produce hydrogen,

eles produzirão realmente hidrogênio,

and that hydrogen has this explosive capability

e esse hidrogênio tem a capacidade explosiva

to release fission products.

de liberar produtos de fissão.

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

O núcleo do reator, já que não está sob pressão

and it doesn't have this chemical reactivity,

e não tem essa reatividade química,

means that there's no inclination for the fission products

significa que não há qualquer tendência para os produtos da fissão

to leave this reactor.

saírem do reator.

So even in the event of an accident,

Então mesmo no caso de um acidente,

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

É, o reator pode ficar tostado, o que é, sabem,

sorry for the power company,

azar da empresa de energia,

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

mas não vamos contaminar grandes quantidades de terra.

So I really think that in the, say,

Bem, eu realmente acho que em, digamos,

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

20 anos vamos demorar para pegar a fusão

and make fusion a reality,

e fazer dela uma realidade,

this could be the source of energy

essa poderia ser a fonte de energia

that provides carbon-free electricity.

que fornece eletricidade livre de carbono.

Carbon-free electricity.

Eletricidade livre de carbono.

And it's an amazing technology because

E é uma tecnologia incrível porque

not only does it combat climate change,

não só combate as mudanças climáticas,

but it's an innovation.

mas é uma inovação.

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

é uma maneira de trazer energia para o mundo em desenvolvimento,

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

porque é produzida numa fábrica e é barata.

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

Você pode colocá-los em qualquer lugar no mundo que queira.

And maybe something else.

E talvez algo mais.

As a kid, I was obsessed with space.

Quando criança, eu era obcecado com o espaço.

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

Bem, eu era obcecado com ciência nuclear também, até um ponto,

but before that I was obsessed with space,

mas antes disso eu era obcecado com o espaço,

and I was really excited about, you know,

e eu era muito animado para, sabem,

being an astronaut and designing rockets,

ser um astronauta e projetar foguetes,

which was something that was always exciting to me.

que era algo que sempre foi empolgante para mim.

But I think I get to come back to this,

Mas acho que eu vou ter a chance de voltar a isso,

because imagine having a compact reactor in a rocket

porque imaginem ter um reator compacto em um foguete

that produces 50 to 100 megawatts.

que produz de 50 a 100 megawatts.

That is the rocket designer's dream.

Esse é o sonho do projetista do foguete.

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

Esse é o sonho de alguém que esteja projetando uma habitação em outro planeta.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Não somente você tem de 50 a 100 megawatts

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

para abastecer o que quer que você queira para proporcionar propulsão para te levar lá,

but you have power once you get there.

mas você tem energia uma vez que chegue lá.

You know, rocket designers who use solar panels

Sabem, projetistas de foguete que usam paineis solares

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

ou células de combustível, quero dizer, alguns watts ou quilowatts --

wow, that's a lot of power.

uau, é muita energia.

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

Quero dizer, agora estamos falando de 100 megawatts.

That's a ton of power.

É muita energia.

That could power a Martian community.

Isso poderia abastecer uma comunidade marciana.

That could power a rocket there.

Podeira abastecer um foguete lá.

And so I hope that

Então eu espero que

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

talvez eu tenha a oportunidade de explorar

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

minha paixão por foguetes ao mesmo tempo que exploro minha paixão nuclear.

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

E as pessoas dizem, "Oh, bem, você lançou essa coisa,

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

e é radioativo, no espaço, e os acidentes?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Mas nós lançamos baterias de plutônio toda hora.

Everybody was really excited about Curiosity,

Todo mundo estava muito empolgado com a Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

e ela tinha essa grande bateria de plutônio a bordo

that has plutonium-238,

que tem plutônio-238,

which actually has a higher specific activity

que na verdade tem uma atividade específica mais alta

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

que o combustível de urânio fracamente enriquecido desses reatores de sal fundido,

which means that the effects would be negligible,

o que significa que os efeitos seriam pouco importantes,

because you launch it cold,

porque você os lança frios,

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

e quando ele chega no espaço é onde você realmente os ativa.

So I'm really excited.

Então estou muito empolgado.

I think that I've designed this reactor here

Acho que eu projetei esse reator aqui

that can be an innovative source of energy,

que pode ser uma fonte inovadora de energia,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

fornecer energia para todos os tipos de aplicações científicas puras,

and I'm really prepared to do this.

e estou realmente preparado para fazer isso.

I graduated high school in May, and --

Eu terminei o colegial em maio e --

(Laughter) (Applause) —

(Risos) (Aplausos) —

I graduated high school in May,

eu terminei o colegial em maio,

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

e decidi que ia abrir uma empresa

to commercialize these technologies that I've developed,

para comercializar essas tecnologias que eu desenvolvi,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

esses detectores revolucionários para escanear contêiners de carga

and these systems to produce medical isotopes,

e esses sistemas para produzir isótopos médicos,

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

mas eu quero fazer isso, e aos poucos eu vim construindo

a team of some of the most incredible people

uma equipe com algumas das pessoas mais incríveis

I've ever had the chance to work with,

com quem eu já tive a chance de trabalhar,

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

e estou realmente preparado para tornar isso uma realidade.

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

E eu acho, eu acho, que olhando para a tecnologia,

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

isso vai ser mais barato ou vai custar o mesmo que gás natural,

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

e você não precisa reabastecer por 30 anos,

which is an advantage for the developing world.

o que é uma vantagem para o mundo em desenvolvimento.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

E eu só vou dizer mais uma coisa talvez filosófica

to end with, which is weird for a scientist.

para terminar, o que é estranho para um cientista.

But I think there's something really poetic

Mas eu acho que há algo realmente poético

about using nuclear power to propel us to the stars,

em usar energia nuclear para nos enviar para as estrelas,

because the stars are giant fusion reactors.

porque as estrelas são gigantes reatores de fusão.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Elas são gigantes caldeirões nucleares no céu.

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

A energia que eu sou capaz de falar para vocês hoje,

while it was converted to chemical energy in my food,

enquanto foi convertida em energia química na minha comida,

originally came from a nuclear reaction,

originalmente veio de uma reação nuclear,

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

e por isso há algo poético, na minha opinião,

perfecting nuclear fission

sobre o aperfeiçoamento da fissão nuclear

and using it as a future source of innovative energy.

e usá-la como uma futura fonte de energia inovadora.

So thank you guys.

Obrigado, pessoal.

(Applause)

(Aplausos)