Steven Cowley: Fusion is energy's future

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Tradutor: Victor Neto Revisora: Robertt Valente
00:15
The key question is, "When are we going to get fusion?"
0
15260
5000
A pergunta chave é: "Quando vamos conseguir a fusão?"
00:20
It's really been a long time since we've known about fusion.
1
20260
3000
Há muito que temos conhecimento da fusão
00:23
We've known about fusion since 1920,
2
23260
2000
Temos conhecimento da fusão desde 1920,
00:25
when Sir Arthur Stanley Eddington
3
25260
2000
quando Sir Arthur Stanley Eddington
00:27
and the British Association for the Advancement of Science
4
27260
3000
e a Associação Britânica para o Avanço da Ciência
00:30
conjectured that that's why the sun shines.
5
30260
3000
conjecturaram que era esse o motivo pelo qual o sol brilha.
00:33
I've always been very worried about resource.
6
33260
3000
Eu sempre me preocupei muito com a questão dos recursos.
00:36
I don't know about you, but
7
36260
2000
Não sei como é convosco,
mas, quando a minha mãe me dava comida
00:38
when my mother gave me food,
8
38260
2000
00:40
I always sorted the ones I disliked
9
40260
3000
eu separava sempre as coisas de que não gostava das que gostava.
00:43
from the ones I liked.
10
43260
2000
00:45
And I ate the disliked ones first,
11
45260
2000
E comia as que não gostava primeiro,
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because the ones you like, you want to save.
12
47260
4000
porque queremos poupar as que gostamos.
00:51
And as a child you're always worried about resource.
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51260
3000
Enquanto crianças estamos sempre preocupados com os recursos.
00:54
And once it was sort of explained to me
14
54260
3000
Quando me explicaram, mais ou menos,
00:57
how fast we were using up the world's resources,
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57260
4000
como estávamos a gastar rapidamente os recursos mundiais,
01:01
I got very upset,
16
61260
2000
fiquei bastante preocupado,
01:03
about as upset as I did when I realized
17
63260
2000
quase tão preocupado como fiquei quando tomei conhecimento
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that the Earth will only last about five billion years
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65260
2000
que a Terra só durará cerca de mais 5 mil milhões de anos,
01:07
before it's swallowed by the sun.
19
67260
3000
antes de ser engolida pelo sol.
01:10
Big events in my life,
20
70260
3000
Grandes acontecimentos na minha vida,
01:13
a strange child.
21
73260
2000
uma criança estranha.
(Risos)
01:15
(Laughter)
22
75260
1000
01:16
Energy, at the moment, is dominated by resource.
23
76260
3000
A energia, actualmente, é dominada pelos recursos.
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The countries that make a lot of money out of energy
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79260
3000
Os países que fazem muito dinheiro com a energia
01:22
have something underneath them.
25
82260
3000
têm algo por detrás deles.
01:25
Coal-powered industrial revolution in this country --
26
85260
4000
Neste país, a revolução industrial alimentada com carvão,
01:29
oil, gas, sorry.
27
89260
4000
— petróleo, gás, desculpem...
01:33
(Laughter)
28
93260
3000
(Risos)
01:36
Gas, I'm probably the only person
29
96260
2000
Gás, provavelmente sou a única pessoa
01:38
who really enjoys it when Mister Putin
30
98260
2000
que fica contente quando Putin fecha o gás,
01:40
turns off the gas tap, because my budget goes up.
31
100260
3000
porque aí o meu orçamento aumenta.
01:43
We're really dominated now
32
103260
5000
(Risos)
Estamos agora dominados por aquelas coisas
01:48
by those things that we're using up faster and faster and faster.
33
108260
5000
que utilizamos cada vez mais e cada vez mais rapidamente.
01:53
And as we try to lift billions of people out of poverty
34
113260
3000
Ao mesmo tempo que tentamos tirar da pobreza milhares de milhões de pessoas
01:56
in the Third World, in the developing world,
35
116260
4000
no Terceiro Mundo, no mundo em desenvolvimento,
estamos a usar energia cada vez mais rapidamente.
02:00
we're using energy faster and faster.
36
120260
2000
02:02
And those resources are going away.
37
122260
2000
Esses recursos estão a esgotar-se.
02:04
And the way we'll make energy in the future
38
124260
2000
A forma como faremos energia no futuro
02:06
is not from resource,
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126260
3000
não será a partir de recursos,
02:09
it's really from knowledge.
40
129260
2000
será a partir do conhecimento.
02:11
If you look 50 years into the future,
41
131260
3000
Se olharmos para daqui a 50 anos,
02:14
the way we probably will be making energy
42
134260
2000
a forma como provavelmente estaremos a produzir energia
02:16
is probably one of these three,
43
136260
3000
será provavelmente uma destas três,
02:19
with some wind, with some other things,
44
139260
2000
com algum vento, com algumas outras coisas,
02:21
but these are going to be the base load energy drivers.
45
141260
3000
mas estas serão as fontes de energia principais.
02:24
Solar can do it, and we certainly have to develop solar.
46
144260
5000
A energia solar poderá sê-lo, e temos que desenvolver a energia solar.
02:29
But we have a lot of knowledge to gain before we can make solar
47
149260
3000
Mas temos muito que aprender antes que a energia solar
02:32
the base load energy supply for the world.
48
152260
4000
possa ser a principal fonte de energia mundial.
02:36
Fission.
49
156260
3000
A fissão.
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Our government is going to put in six new nuclear power stations.
50
159260
4000
O nosso governo vai implantar seis novas centrais nucleares.
02:43
They're going to put in six new nuclear power stations,
51
163260
2000
Vai implantar seis novas centrais nucleares,
02:45
and probably more after that.
52
165260
2000
e, provavelmente, outras mais depois disso.
02:47
China is building nuclear power stations. Everybody is.
53
167260
2000
A China está a construir centrais nucleares. Todos estão.
02:49
Because they know that that is one sure way
54
169260
3000
Porque sabem que esse será um caminho certo
02:52
to do carbon-free energy.
55
172260
4000
para produzir energia livre de emissões de carbono.
02:56
But if you wanted to know what the perfect energy source is,
56
176260
3000
Mas se querem saber qual a fonte de energia perfeita,
02:59
the perfect energy source is one
57
179260
2000
a fonte de energia perfeita é uma que não ocupa muito espaço,
03:01
that doesn't take up much space,
58
181260
3000
03:04
has a virtually inexhaustible supply,
59
184260
3000
que tem uma origem praticamente inesgotável,
03:07
is safe, doesn't put any carbon into the atmosphere,
60
187260
4000
é segura, não coloca carbono na atmosfera,
03:11
doesn't leave any long-lived radioactive waste:
61
191260
4000
não deixa resíduos radioactivos prolongados,
03:15
it's fusion.
62
195260
2000
é a fusão.
03:17
But there is a catch. Of course there is always a catch in these cases.
63
197260
2000
Mas há um senão. Há sempre um senão nestes casos.
03:19
Fusion is very hard to do.
64
199260
3000
A fusão é muito difícil de fazer.
03:22
We've been trying for 50 years.
65
202260
3000
Temos estado a tentar há 50 anos.
03:25
Okay. What is fusion? Here comes the nuclear physics.
66
205260
3000
O que é fusão? Aqui entra a física nuclear.
03:28
And sorry about that, but this is what turns me on.
67
208260
3000
Desculpem lá, mas isto é o que me excita.
03:31
(Laughter)
68
211260
2000
(Risos)
03:33
I was a strange child.
69
213260
4000
Eu era uma criança estranha.
03:37
Nuclear energy comes for a simple reason.
70
217260
4000
A energia nuclear entra aqui por uma simples razão.
03:41
The most stable nucleus is iron, right in the middle of the periodic table.
71
221260
4000
O núcleo mais estável é o ferro, mesmo no centro da tabela periódica.
03:45
It's a medium-sized nucleus.
72
225260
2000
É um núcleo de tamanho médio.
03:47
And you want to go towards iron if you want to get energy.
73
227260
4000
Temos de recorrer ao ferro se queremos arranjar energia.
03:51
So, uranium, which is very big, wants to split.
74
231260
3000
Portanto, o urânio, que é muito grande, quer dividir-se.
03:54
But small atoms want to join together,
75
234260
3000
Mas os átomos pequenos querem juntar-se,
03:57
small nuclei want to join together
76
237260
2000
os núcleos pequenos querem juntar-se
03:59
to make bigger ones to go towards iron.
77
239260
2000
para formar maiores, em direcção ao ferro.
04:01
And you can get energy out this way.
78
241260
2000
Podemos obter energia deste modo.
04:03
And indeed that's exactly what stars do.
79
243260
2000
É exactamente isso o que as estrelas fazem.
04:05
In the middle of stars, you're joining hydrogen together to make helium
80
245260
4000
No centro das estrelas o hidrogénio junta-se para produzir hélio
04:09
and then helium together to make carbon,
81
249260
2000
e depois, o hélio une-se ao carbono, para produzir o oxigénio,
04:11
to make oxygen, all the things that you're made of
82
251260
2000
todas as coisas de que somos feitos são produzidas no centro das estrelas.
04:13
are made in the middle of stars.
83
253260
3000
04:16
But it's a hard process to do
84
256260
2000
Mas é um processo difícil de fazer
04:18
because, as you know, the middle of a star is quite hot,
85
258260
3000
porque o centro das estrelas é significativamente quente,
04:21
almost by definition.
86
261260
4000
quase por definição.
04:25
And there is one reaction
87
265260
3000
E há uma reacção.
04:28
that's probably the easiest fusion reaction to do.
88
268260
5000
É provavelmente a reacção de fusão mais fácil de realizar.
04:33
It's between two isotopes of hydrogen, two kinds of hydrogen:
89
273260
4000
É entre dois isótopos de hidrogénio, dois tipos de hidrogénio,
04:37
deuterium, which is heavy hydrogen,
90
277260
3000
o deutério, que é hidrogénio pesado,
04:40
which you can get from seawater,
91
280260
2000
que se pode obter da água do mar,
04:42
and tritium which is super-heavy hydrogen.
92
282260
4000
e o trítio que é hidrogénio super-pesado.
04:46
These two nuclei, when they're far apart, are charged.
93
286260
4000
Estes dois núcleos, quando estão longe um do outro, estão carregados.
04:50
And you push them together and they repel.
94
290260
3000
E ao aproximá-los, eles repelem-se.
04:53
But when you get them close enough,
95
293260
2000
Mas quando se aproximam o suficiente,
04:55
something called the strong force starts to act
96
295260
2000
começa a actuar uma coisa chamada força forte
04:57
and pulls them together.
97
297260
2000
e atrai-os um para o outro.
04:59
So, most of the time they repel.
98
299260
2000
A maior parte do tempo eles repelem-se.
05:01
You get them closer and closer and closer and then at some point
99
301260
2000
Se os aproximamos cada vez mais,
05:03
the strong force grips them together.
100
303260
3000
a certa altura a força forte junta-os.
05:06
For a moment they become helium 5,
101
306260
2000
Durante instantes, tornam-se em hélio 5,
05:08
because they've got five particles inside them.
102
308260
2000
porque têm 5 partículas no seu interior.
05:10
So, that's that process there. Deuterium and tritium goes together
103
310260
2000
Este é o processo.
05:12
makes helium 5.
104
312260
2000
O deutério e o trítio juntam-se e produzem hélio 5.
05:14
Helium splits out, and a neutron comes out
105
314260
3000
O hélio separa-se, e liberta um neutrão,
05:17
and lots of energy comes out.
106
317260
2000
libertando imensa energia.
05:19
If you can get something to about 150 million degrees,
107
319260
3000
Se conseguirmos pôr uma coisa a cerca de 150 milhões de graus,
05:22
things will be rattling around so fast
108
322260
2000
a agitação das partículas será tão rápida
05:24
that every time they collide in just the right configuration,
109
324260
4000
que cada vez que colidirem na configuração apropriada,
05:28
this will happen, and it will release energy.
110
328260
2000
acontecerá isso, e libertar-se-á energia.
05:30
And that energy is what powers fusion.
111
330260
4000
É essa energia que alimenta a fusão.
05:34
And it's this reaction that we want to do.
112
334260
3000
É esta a reacção que queremos realizar.
05:37
There is one trickiness about this reaction.
113
337260
3000
Há um problema com esta reacção.
05:40
Well, there is a trickiness that you have to make it 150 million degrees,
114
340260
3000
O problema é que tem que ser feita a 150 milhões de graus,
05:43
but there is a trickiness about the reaction yet.
115
343260
3000
mas há outro problema acerca da reacção.
05:46
It's pretty hot.
116
346260
2000
É demasiado quente.
05:48
The trickiness about the reaction is that
117
348260
2000
O problema com a reacção
05:50
tritium doesn't exist in nature.
118
350260
2000
é que o tritio não existe na natureza.
05:52
You have to make it from something else.
119
352260
2000
Tem que ser produzido a partir de qualquer outra coisa.
05:54
And you make if from lithium. That reaction at the bottom,
120
354260
3000
Produz-se a partir do lítio.
Aquela reacção, na parte inferior, é lítio 6, mais um neutrão,
05:57
that's lithium 6, plus a neutron,
121
357260
4000
06:01
will give you more helium, plus tritium.
122
361260
2000
dá-nos mais hélio, mais trítio.
06:03
And that's the way you make your tritium.
123
363260
2000
Esta é a forma como produzimos trítio.
06:05
But fortunately, if you can do this fusion reaction,
124
365260
3000
Felizmente, se conseguirmos realizar esta reacção de fusão,
06:08
you've got a neutron, so you can make that happen.
125
368260
4000
temos um neutrão, portanto podemos fazê-lo.
06:12
Now, why the hell would we bother to do this?
126
372260
3000
Agora, por que raio nos damos ao incómodo de fazer isto?
06:15
This is basically why we would bother to do it.
127
375260
3000
Isto é basicamente o porquê de nos incomodamos para o fazer.
06:18
If you just plot how much fuel
128
378260
4000
Representamos graficamente a quantidade de combustivel
06:22
we've got left, in units of
129
382260
2000
que ainda nos resta,
em unidades de consumo mundial actual.
06:24
present world consumption.
130
384260
2000
06:26
And as you go across there you see
131
386260
3000
Á medida que analisamos o gráfico,
vemos dezenas de anos de petróleo
06:29
a few tens of years of oil -- the blue line, by the way,
132
389260
2000
06:31
is the lowest estimate of existing resources.
133
391260
3000
— a barra azul é a estimativa mais baixa de recursos existentes
06:34
And the yellow line is the most optimistic estimate.
134
394260
4000
e a barra roxa é a estimativa mais optimista.
06:38
And as you go across there you will see
135
398260
2000
À medida que analisamos,
06:40
that we've got a few tens of years, and perhaps 100 years
136
400260
2000
vemos que temos dezenas de anos, talvez 100 anos
06:42
of fossil fuels left.
137
402260
3000
de combustíveis fósseis disponíveis.
06:45
And god knows we don't really want to burn all of it,
138
405260
2000
Deus sabe que nós não queremos queimá-los todos,
06:47
because it will make an awful lot of carbon in the air.
139
407260
2000
porque seria uma terrível quantidade de carbono para a atmosfera.
06:49
And then we get to uranium.
140
409260
3000
Depois chegamos ao urânio.
06:52
And with current reactor technology
141
412260
2000
Com a actual tecnologia nuclear
06:54
we really don't have very much uranium.
142
414260
3000
não temos grande quantidade de urânio.
06:57
And we will have to extract uranium from sea water,
143
417260
2000
Teremos de extrair urânio da água do mar,
06:59
which is the yellow line,
144
419260
2000
que é a barra amarela,
07:01
to make conventional nuclear power stations
145
421260
3000
para que as centrais convencionais de energia nuclear
07:04
actually do very much for us.
146
424260
2000
possam fazer muito por nós.
07:06
This is a bit shocking, because in fact our government
147
426260
2000
Isto é um pouco chocante, porque o nosso governo
07:08
is relying on that for us to meet Kyoto,
148
428260
3000
confia nisso para cumprir as metas do protocolo de Quioto,
07:11
and do all those kind of things.
149
431260
2000
e fazer essas coisas todas.
07:13
To go any further you would have to have breeder technology.
150
433260
2000
Para ir mais além é necessário criar nova tecnologia.
07:15
And breeder technology is fast breeders. And that's pretty dangerous.
151
435260
4000
E criar tecnologia rapidamente é bastante perigoso.
07:19
The big thing, on the right,
152
439260
2000
A barra grande, à direita,
07:21
is the lithium we have in the world.
153
441260
2000
é o lítio que temos no mundo.
07:23
And lithium is in sea water. That's the yellow line.
154
443260
3000
O lítio está na água do mar. É a barra amarela.
07:26
And we have 30 million years worth of fusion fuel in sea water.
155
446260
4000
Temos o equivalente a 30 milhões de anos de combustível para fusão na água do mar.
07:30
Everybody can get it. That's why we want to do fusion.
156
450260
3000
Todos o podem obter. É por isso que queremos fazer fusão.
07:33
Is it cost-competitive?
157
453260
3000
Terá um preço competitivo?
07:36
We make estimates of what we think it would cost
158
456260
2000
Fazemos estimativas do que achamos que poderá ser o custo
07:38
to actually make a fusion power plant.
159
458260
2000
para construir uma central de fusão nuclear.
07:40
And we get within about the same price
160
460260
3000
E obtemos aproximadamente o mesmo preço
07:43
as current electricity.
161
463260
2000
que a electricidade actualmente.
07:45
So, how would we make it?
162
465260
2000
Então, como é que isto funcionará?
07:47
We have to hold something at 150 million degrees.
163
467260
3000
Temos de manter uma coisa a 150 milhões de graus.
07:50
And, in fact, we've done this.
164
470260
3000
E já conseguimos fazê-lo.
07:53
We hold it with a magnetic field.
165
473260
2000
Mantemo-lo com um campo magnético.
07:55
And inside it, right in the middle of this toroidal shape, doughnut shape,
166
475260
5000
No seu interior, mesmo no centro desta forma toroidal, a forma de um donut,
08:00
right in the middle is 150 million degrees.
167
480260
2000
mesmo no centro, temos 150 milhões de graus.
08:02
It boils away in the middle at 150 million degrees.
168
482260
4000
Está a ferver no centro a 150 milhões de graus.
08:06
And in fact we can make fusion happen.
169
486260
2000
E podemos fazer com que a fusão aconteça.
08:08
And just down the road, this is JET.
170
488260
2000
Mesmo ao fundo da rua, isto é o JET.
08:10
It's the only machine in the world that's actually done fusion.
171
490260
2000
É a única máquina no mundo que já fez fusão.
08:12
When people say fusion is 30 years away, and always will be,
172
492260
3000
Quando as pessoas dizem que estamos a 30 anos da fusão, e sempre estará,
08:15
I say, "Yeah, but we've actually done it." Right?
173
495260
3000
eu digo: "Mas já o fizemos."
08:18
We can do fusion. In the center of this device
174
498260
2000
Podemos fazer fusão.
08:20
we made 16 megawatts of fusion power in 1997.
175
500260
3000
No centro deste dispositivo produzimos 16 megawatts de energia em 1997.
08:23
And in 2013 we're going to fire it up again
176
503260
3000
E em 2013 vamos acendê-lo novamente
08:26
and break all those records.
177
506260
2000
e bater todos os recordes.
08:28
But that's not really fusion power. That's just making some fusion happen.
178
508260
3000
Mas isto não é energia de fusão. É somente provocar a fusão.
08:31
We've got to take that, we've got to make that into a fusion reactor.
179
511260
3000
Temos de transformar isto num reactor de fusão.
08:34
Because we want 30 million years worth of fusion power for the Earth.
180
514260
5000
Porque queremos produzir energia de fusão no planeta
para os próximos 30 milhões de anos.
08:39
This is the device we're building now.
181
519260
2000
Este é o dispositivo que estamos a construir agora.
08:41
It gets very expensive to do this research.
182
521260
2000
Esta investigação é bastante dispendiosa.
08:43
It turns out you can't do fusion on a table top
183
523260
2000
Não podemos fazer fusão em cima de uma mesa
08:45
despite all that cold fusion nonsense. Right?
184
525260
3000
apesar de todos os disparates sobre fusão a frio.
08:48
You can't. You have to do it in a very big device.
185
528260
3000
Não podemos. Tem que ser feita num dispositivo muito grande.
08:51
More than half the world's population is involved in building this device
186
531260
3000
Mais de metade da população mundial está envolvida
no fabrico deste dispositivo no sul de França,
08:54
in southern France, which is a nice place to put an experiment.
187
534260
3000
um sítio óptimo para a experiência.
08:57
Seven nations are involved in building this.
188
537260
4000
Há sete nações envolvidas na sua construção.
09:01
It's going to cost us 10 billion. And we'll produce half a gigawatt of fusion power.
189
541260
4000
Vai custar-nos 10 mil milhões.
E produziremos meio gigawatt de energia de fusão.
09:05
But that's not electricity yet.
190
545260
3000
Mais isto ainda não é electricidade.
09:08
We have to get to this.
191
548260
2000
Temos de chegar a isto.
09:10
We have to get to a power plant.
192
550260
2000
Temos de chegar a uma central nuclear.
09:12
We have to start putting electricity on the grid
193
552260
2000
Temos de começar a pôr electricidade na rede
09:14
in this very complex technology.
194
554260
2000
nesta tecnologia muito complexa.
09:16
And I'd really like it to happen a lot faster than it is.
195
556260
3000
Eu gostava que acontecesse mais depressa do que previsto.
09:19
But at the moment, all we can imagine is sometime in the 2030s.
196
559260
5000
Mas, de momento, tudo o que podemos imaginar é algo por volta de 2030.
09:24
I wish this were different. We really need it now.
197
564260
2000
Desejava que fosse diferente. Precisamos dela já.
09:26
We're going to have a problem with power
198
566260
2000
Vamos ter um problema com a energia nos próximos cinco anos neste país.
09:28
in the next five years in this country.
199
568260
2000
09:30
So 2030 looks like an infinity away.
200
570260
4000
Portanto, 2030 parece infinitamente distante.
09:34
But we can't abandon it now; we have to push forward,
201
574260
2000
Mas não o podemos abandonar agora, temos de avançar.
09:36
get fusion to happen.
202
576260
2000
fazer com que a fusão aconteça.
09:38
I wish we had more money, I wish we had more resources.
203
578260
2000
Precisávamos de mais dinheiro, de mais recursos,
09:40
But this is what we're aiming at,
204
580260
2000
mas é para isto que estamos a apontar,
09:42
sometime in the 2030s --
205
582260
2000
algures na década de 2030,
09:44
real electric power from fusion. Thank you very much.
206
584260
2000
verdadeira energia eléctrica de fusão.
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(Applause)
207
586260
3000
Muito obrigado.
(Aplausos)
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