Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tradutor: Edgar Fernandes Revisora: Margarida Ferreira

Well, I have a big announcement to make today,

Tenho um grande anúncio a fazer hoje

and I'm really excited about this.

e isso deixa-me entusiasmado.

And this may be a little bit of a surprise

Isto pode ser uma surpresa

to many of you who know my research

para muitos que conhecem a minha pesquisa

and what I've done well.

e aquilo que já fiz, e bem.

I've really tried to solve some big problems:

Já tentei resolver alguns grandes problemas:

counterterrorism, nuclear terrorism,

contraterrorismo, terrorismo nuclear,

and health care and diagnosing and treating cancer,

cuidados de saúde, diagnóstico e tratamento do cancro,

but I started thinking about all these problems,

mas quando comecei a pensar nestes problemas todos,

and I realized that the really biggest problem we face,

percebi que o maior problema que enfrentamos,

what all these other problems come down to,

aquele a que se resumem todos os outros problemas,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

é a energia, a eletricidade, a corrente de eletrões.

And I decided that I was going to set out

E decidi que iria começar

to try to solve this problem.

a tentar resolver este problema.

And this probably is not what you're expecting.

Provavelmente não estavam à espera disto.

You're probably expecting me to come up here

Provavelmente esperavam que viesse aqui falar sobre fusão,

and talk about fusion,

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

porque é aquilo que fiz quase toda a minha vida.

But this is actually a talk about, okay --

Mas esta será uma conversa sobre...

(Laughter) —

(Risos)

but this is actually a talk about fission.

... mas isto será uma conversa sobre fissão.

It's about perfecting something old,

É sobre aperfeiçoar uma coisa antiga,

and bringing something old into the 21st century.

e trazer uma coisa antiga para o século XXI.

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

Conversemos um pouco sobre como funciona a fissão nuclear.

In a nuclear power plant, you have

Numa central nuclear,

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

temos um grande recipiente de água a altas pressões

and you have some fuel rods,

e alguns bastões de combustível.

and these fuel rods are encased in zirconium,

Estes bastões estão encerrados em zircónio.

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

São pequenas pastilhas de dióxido de urânio.

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

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 evapora-se, o vapor roda a turbina,

and you produce electricity from it.

e assim se produz a eletricidade.

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

É o mesmo método com que temos produzido eletricidade,

the steam turbine idea, for 100 years,

a ideia da turbina de vapor, desde há 100 anos.

and nuclear was a really big advancement

A energia nuclear foi um avanço mesmo grande,

in a way to heat the water,

no modo de aquecer água,

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

mas ainda se ferve a água, ela evapora-se e faz rodar a turbina.

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

Então pensei: "Será esta a melhor forma de fazê-lo?

Is fission kind of played out,

"Estará a fissão ultrapassada,

or is there something left to innovate here?

"ou ainda haverá espaço para inovar aqui?"

And I realized that I had hit upon something

Percebi que tinha atingido uma coisa

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

que penso ter um enorme potencial para mudar o mundo.

And this is what it is.

E é isto.

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.

Não é tão grande como o reator que se vê neste diagrama.

This is between 50 and 100 megawatts.

Este tem entre 50 e 100 megawatts.

But that's a ton of power.

Mas isso é imensa energia.

That's between, say at an average use,

Com um consumo médio,

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

talvez 25 000 a 100 000 casas possam funcionar a partir disto.

Now the really interesting thing about these reactors

O que é mesmo interessante nestes reatores

is they're built in a factory.

é serem feitos numa fábrica.

So they're modular reactors that are built

São reatores modulares que são feitos essencialmente numa linha de montagem,

essentially on an assembly line,

and they're trucked anywhere in the world,

e são transportados para qualquer parte do mundo,

you plop them down, and they produce electricity.

são instalados e eles produzem eletricidade.

This region right here is the reactor.

Esta região aqui é o reator.

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

Isto está enterrado no solo, o que é muito importante.

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

Para alguém que fez tanto trabalho de contraterrorismo,

I can't extol to you

não consigo exaltar suficientemente

how great having something buried below the ground is

como é bom ter isto enterrado debaixo do solo

for proliferation and security concerns.

por questões de proliferação e segurança.

And inside this reactor is a molten salt,

Dentro deste reator está um sal fundido,

so anybody who's a fan of thorium,

pelo que qualquer adepto do tório,

they're going to be really excited about this,

vai ficar mesmo entusiasmado com isto,

because these reactors happen to be really good

porque estes reatores são mesmo bons

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

a criar e queimar o urânio-233.

uranium-233.

no ciclo combustível do tório.

But I'm not really concerned about the fuel.

Mas eu não estou preocupado com o combustível.

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

Estes podem funcionar — e são esfomeados,

they really like down-blended weapons pits,

são como núcleos de armas empobrecidas,

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

como o urânio altamente enriquecido e o plutónio das armas,

that's been down-blended.

depois de empobrecidos.

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

São transformados a um nível em que não podem ser usados para armas nucleares,

but they love this stuff.

mas eles adoram isso.

And we have a lot of it sitting around,

E temos montes disto armazenado,

because this is a big problem.

porque é um grande problema.

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

Como sabem, na Guerra Fria,

of nuclear weapons, and that was great,

construímos um enorme arsenal de armas nucleares.

and we don't need them anymore,

Isso foi fantástico, mas já não precisamos delas.

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

O que fazemos com todo o desperdício?

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

O que fazemos com as ogivas dessas armas nucleares?

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

Protegemo-las, e seria fantástico se pudéssemos queimá-las, consumi-las,

if we could burn them, eat them up,

and this reactor loves this stuff.

e este reator adora isto.

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

É um reator de sal fundido.

Tem um núcleo, e tem um permutador de calor

and it has a heat exchanger from the hot salt,

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

do sal quente, o sal radioativo, para um sal frio que não é radioativo.

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

Continua termicamente quente, mas não é radioativo.

And then that's a heat exchanger

Portanto, isto é um permutador de calor

to what makes this design really, really interesting,

para aquilo que torna este projeto mesmo interessante,

and that's a heat exchanger to a gas.

ou seja, um permutador de calor para um gás.

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

Voltando ao que estava a dizer sobre toda aquela energia

being produced -- well, other than photovoltaic --

— bem, para além da fotovoltaica —

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

produzida pelo vapor da água a ferver e o rodar da turbina,

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

isso não é tão eficiente.

in a nuclear power plant like this,

numa central nuclear como esta,

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

é apenas cerca de 30 a 35% eficiente.

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

É quanta energia térmica o reator está a debitar

to how much electricity it's producing.

relativamente à eletricidade que produz.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

A razão para a baixa eficiência

operate at pretty low temperature.

é que estes reatores funcionam a baixas temperaturas.

They operate anywhere from, you know,

Funcionam em todo o lado,

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

talvez a 200 ou 300 graus Celsius.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

E estes reatores funcionam a 600 ou 700 graus Celsius,

which means the higher the temperature you go to,

o que significa que, quanto maior for a temperatura atingida

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

— a termodinâmica o diz — maior é a eficiência.

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

Este reator não usa água.

Usa gás, como o supercrítico CO2 ou hélio,

so supercritical CO2 or helium,

and that goes into a turbine,

e isso vai para uma turbina,

and this is called the Brayton cycle.

no chamado ciclo de Brayton,

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

que é o ciclo termodinâmico que produz eletricidade,

and this makes this almost 50 percent efficient,

Isso aumenta a eficiência do processo quase para 50%,

between 45 and 50 percent efficiency.

entre 45 a 50% eficiente.

And I'm really excited about this,

Estou mesmo entusiasmado com isto,

because it's a very compact core.

porque é um núcleo muito compacto.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Os 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 se obtém muito mais eletricidade

for how much uranium you're fissioning,

em relação à quantidade de urânio que sofre fissão.

not to mention the fact that these burn up.

Além de que estes reatores se consomem.

Their burn-up is much higher.

A sua combustão é mais alta.

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

Por cada quantidade de combustível colocada no reator,

a lot more of it's being used.

estamos a usar muito mais.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

O problema com as centrais nucleares tradicionais como esta

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

é que elas têm estes bastões revestidos a zircónio

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

e dentro deles estão pastilhas de dióxido de urânio.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Ora, o dióxido de urânio é cerâmico,

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

e a cerâmica não gosta de libertar o seu conteúdo.

So you have what's called the xenon pit,

Temos assim as chamadas ogivas de xénon,

and so some of these fission products love neutrons.

e há produtos das fissões que adoram neutrões.

They love the neutrons that are going on

Eles adoram os neutrões que vagueiam e ajudam a provocar a reação.

and helping this reaction take place.

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

E consomem-nos, o que significa que,

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

como o revestimento não é duradouro,

you can only run one of these reactors

apenas se pode funcionar com estes reatores

for roughly, say, 18 months without refueling it.

durante 18 meses sem reabastecimento.

So these reactors run for 30 years without refueling,

Mas estes reatores funcionam durante 30 anos sem reabastecer

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

o que, na minha opinião, é mesmo espantoso,

because it means it's a sealed system.

porque significa que é um sistema selado.

No refueling means you can seal them up

Não reabastecer significa que podemos selá-los

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

e não constituem um risco de proliferação,

and they're not going to have

e não terão material nuclear nem material radiológico

either nuclear material or radiological material

proliferated from their cores.

a proliferar a partir dos seus núcleos.

But let's go back to safety, because everybody

Mas voltemos à segurança, porque, depois de Fukushima,

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

toda a gente teve de reavaliar a segurança do nuclear.

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

Quando comecei a projetar um reator de energia,

was it had to be passively and intrinsically safe,

uma das coisas que estabeleci

era que tinha de ser seguro, passiva e intrinsecamente.

and I'm really excited about this reactor

Eu estou entusiasmado com este reator

for essentially two reasons.

essencialmente por duas razões.

One, it doesn't operate at high pressure.

Primeiro, não funciona a altas pressões.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Habitualmente os reatores, como o reator a água pressurizada

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

ou o reator a água fervente, têm água muito, muito quente

at very high pressures, and this means, essentially,

a muito altas pressões.

Isso significa a possibilidade de um acidente.

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

Se houvesse uma fenda neste tubo de aço inox pressurizado,

of this stainless steel pressure vessel,

the coolant would leave the core.

o refrigerante sairia do núcleo.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Estes reatores funcionam à pressão atmosférica

so there's no inclination for the fission products

pelo que não há tendência para os produtos da fissão

to leave the reactor in the event of an accident.

saírem do reator na eventualidade de um acidente.

Also, they operate at high temperatures,

Além disso, funcionam a altas temperaturas.

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

O combustível está fundido, pelo que não podem derreter

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

mas, na eventualidade de o reator alguma vez ultrapassar as tolerâncias,

or you lost off-site power in the case

ou de se perder a energia, como no caso de Fukushima,

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

existe um tanque de despejo.

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

Porque como o combustível é líquido e está combinado com o refrigerante,

you could actually just drain the core

podemos apenas drenar o núcleo

into what's called a sub-critical setting,

para uma coisa que se chama instalação subcrítica,

basically a tank underneath the reactor

um tanque por baixo do reator

that has some neutrons absorbers.

que tem absorventes de neutrões.

And this is really important, because the reaction stops.

Isto é realmente importante, porque a reação para.

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

Neste tipo de reator, não podemos fazer isto.

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

O combustível, como disse, é cerâmico dentro de bastões de zircónio

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

e, na eventualidade de um acidente num destes tipos de reator,

Fukushima and Three Mile Island --

como os de Fukushima e da Ilha de Três Milhas

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

— no caso da Ilha de Três Milhas, não se percebeu logo isso —

but these zirconium claddings on these fuel rods,

o revestimento de zircónio nestes bastões de combustível,

what happens is, when they see high pressure water,

na presença de água a altas pressões,

steam, in an oxidizing environment,

de vapor, num ambiente oxidante,

they'll actually produce hydrogen,

vai produzir hidrogénio.

and that hydrogen has this explosive capability

Esse hidrogénio tem uma capacidade explosiva

to release fission products.

de libertar produtos da fissão.

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

Como o núcleo desta reação, não está sob pressão

and it doesn't have this chemical reactivity,

e não tem esta reatividade química,

means that there's no inclination for the fission products

significa que não existe tendência para os produtos da fissão

to leave this reactor.

saírem do reator.

So even in the event of an accident,

Mesmo na eventualidade de um acidente,

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

o reator pode queimar,

sorry for the power company,

o que é um problema para a companhia de eletricidade,

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

mas não haverá contaminação de grandes quantidades de solo.

So I really think that in the, say,

Penso mesmo que, no espaço de uns 20 anos

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

que levaremos a obter a fusão, a tornar a fusão em realidade,

and make fusion a reality,

this could be the source of energy

esta podia ser a fonte de energia

that provides carbon-free electricity.

que proporciona eletricidade livre de carbono.

Carbon-free electricity.

Eletricidade livre de carbono!

And it's an amazing technology because

É uma tecnologia espantosa

not only does it combat climate change,

porque combate as alterações climáticas,

but it's an innovation.

e também é uma inovação.

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

É uma forma de levar a energia ao mundo em desenvolvimento,

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

porque é produzido numa fábrica e é barato.

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

Podemos pô-los em qualquer lugar do mundo que queiramos.

And maybe something else.

E talvez ainda outra coisa.

As a kid, I was obsessed with space.

Em miúdo, eu era obcecado pelo espaço.

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

Estava obcecado com a ciência nuclear também, até certo ponto,

but before that I was obsessed with space,

mas antes disso era obcecado pelo espaço.

and I was really excited about, you know,

Entusiasmava-me vir a ser astronauta e projetar foguetões.

being an astronaut and designing rockets,

which was something that was always exciting to me.

Era uma coisa que me entusiasmava.

But I think I get to come back to this,

Mas penso que tenho de voltar a isto,

because imagine having a compact reactor in a rocket

porque imaginem ter um reator compacto num foguetão

that produces 50 to 100 megawatts.

que produz 50 a 100 megawatts.

That is the rocket designer's dream.

Isso é o sonho de um projetista de foguetões.

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

É o sonho de alguém que está a projetar um "habitat" noutro planeta.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Não só teríamos 50 a 100 megawatts

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

para abastecer o que quer que desse propulsão para lá chegar,

como teríamos energia quando lá chegássemos.

but you have power once you get there.

You know, rocket designers who use solar panels

Os projetistas de foguetões usam painéis solares

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

ou células de combustível, de alguns watts ou kilowatts

wow, that's a lot of power.

— uau, é imensa energia!

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

Mas agora estamos a falar de 100 megawatts.

That's a ton of power.

Isso é imensa energia.

That could power a Martian community.

Podia abastecer de energia uma comunidade em Marte.

That could power a rocket there.

Levaria um foguetão até lá.

And so I hope that

Por isso, espero ter talvez a oportunidade

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

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

de explorar a minha paixão por foguetões

ao mesmo tempo que exploro a minha paixão pelo nuclear.

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

As pessoas dizem:

"Tu lanças isto para o espaço, isto é radioativo, e se houver acidentes?"

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

But we launch plutonium batteries all the time.

Mas estamos sempre a lançar baterias de plutónio.

Everybody was really excited about Curiosity,

Toda a gente ficou entusiasmada com o Curiosity,

and that had this big plutonium battery on board

e ele tinha uma grande bateria de plutónio a bordo

that has plutonium-238,

que tem plutónio-238,

which actually has a higher specific activity

que tem uma atividade específica mais alta

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

do que o urânio empobrecido destes reatores de sal fundido,

which means that the effects would be negligible,

o que significa que os efeitos seriam negligenciáveis,

because you launch it cold,

porque seriam lançados frios.

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

Só quando chegasse ao espaço é que este reator seria ativado.

So I'm really excited.

Portanto, estou muito entusiasmado.

I think that I've designed this reactor here

Penso que projetei este reator

that can be an innovative source of energy,

que pode ser uma fonte de energia inovadora,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

fornecer energia a todos os tipos de aplicações científicas,

and I'm really prepared to do this.

e estou mesmo preparado para fazer isto.

I graduated high school in May, and --

Acabei o secundário em maio...

(Laughter) (Applause) —

(Risos)

(Aplausos)

I graduated high school in May,

Acabei o secundário 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 estas tecnologias que desenvolvi,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

detetores revolucionários para examinar contentores de carga

and these systems to produce medical isotopes,

e sistemas de produção de isótopos médicos,

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

mas quero fazer isto, e tenho lentamente montado

a team of some of the most incredible people

uma equipa de pessoas incríveis

I've ever had the chance to work with,

com quem tive a oportunidade de trabalhar,

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

e estou preparado para torná-lo realidade.

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

Penso que, olhando para a tecnologia,

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

esta será mais barata ou ao mesmo preço que o gás natural,

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

e não precisa de ser reabastecida durante 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

Para acabar, só digo mais uma coisa. possivelmente filosófica.

to end with, which is weird for a scientist.

o que é estranho para um cientista.

But I think there's something really poetic

Mas penso que há algo poético

about using nuclear power to propel us to the stars,

em usar energia nuclear para nos impulsionar até às estrelas,

because the stars are giant fusion reactors.

porque as estrelas são gigantes reatores de fusão.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

São gigantescos caldeirões nucleares no céu.

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

A energia de que posso falar-vos hoje,

while it was converted to chemical energy in my food,

embora fosse 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, na minha opinião, há algo poético

perfecting nuclear fission

em aperfeiçoar a fissão nuclear

and using it as a future source of innovative energy.

e usá-la como futura fonte de energia inovadora.

So thank you guys.

Por isso, obrigado.

(Applause)

(Aplausos)