Taylor Wilson: My radical plan for small nuclear fission reactors

Тейлор Уилсон: Мой радикальный план по внедрению небольших термоядерных реакторов

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Переводчик: Alla Dunaeva Редактор: Alisa B. Alvares

Well, I have a big announcement to make today,

У меня сегодня большое объявление,

and I'm really excited about this.

и оно меня очень волнует.

And this may be a little bit of a surprise

И это наверняка станет сюрпризом

to many of you who know my research

для многих, кто знает, чем я занимался

and what I've done well.

и в чем преуспел.

I've really tried to solve some big problems:

Я решал много крупных задач:

counterterrorism, nuclear terrorism,

контртерроризм, ядерный терроризм,

and health care and diagnosing and treating cancer,

здравоохранение, диагностика и лечение рака,

but I started thinking about all these problems,

но, начав размышлять над этими задачами,

and I realized that the really biggest problem we face,

я понял, что наша самая большая проблема,

what all these other problems come down to,

к которой сводятся все эти задачи,

is energy, is electricity, the flow of electrons.

это энергия, электричество, поток электронов.

And I decided that I was going to set out

И я решил этим заняться

to try to solve this problem.

и попробовать решить эту задачу.

And this probably is not what you're expecting.

Наверняка вы этого и не ожидали.

You're probably expecting me to come up here

Вы наверное ждали, что я здесь появлюсь

and talk about fusion,

и начну говорить о термоядерном синтезе,

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

потому что я этим почти всю жизнь занимался.

But this is actually a talk about, okay --

Но разговор не об этом, хотя --

(Laughter) —

(Смех) —

but this is actually a talk about fission.

на самом деле речь будет идти о расщеплении.

It's about perfecting something old,

Об улучшении устаревшего,

and bringing something old into the 21st century.

и о введении этого устаревшего в 21-ый век.

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

Немного обсудим, как работает ядерное расщепление

In a nuclear power plant, you have

На АЭС стоит большой котелок

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

с водой под высоким давлением,

and you have some fuel rods,

и в нём несколько топливных стержней,

and these fuel rods are encased in zirconium,

которые заключены в циркониевую оболочку,

and they're little pellets of uranium dioxide fuel,

с маленькими гранулами диоксидного топлива,

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

а реакция расщепления поддерживается на нужном уровне,

and that reaction heats up water,

и эта реакция нагревает воду,

the water turns to steam, steam turns the turbine,

вода превращается в пар, пар крутит турбину,

and you produce electricity from it.

и так вырабатывается электричество.

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

Мы производим электричество одним и тем же путем -

the steam turbine idea, for 100 years,

с помощью паровой турбины - уже 100 лет,

and nuclear was a really big advancement

и ядерная энергетика ознаменовала прорыв

in a way to heat the water,

в методе нагрева воды,

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

но вода все равно кипит, превращается в пар и крутит турбину.

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

Я подумал, может это не лучший способ?

Is fission kind of played out,

Изжило ли себя расщепление,

or is there something left to innovate here?

или может осталось место для новых идей?

And I realized that I had hit upon something

Я понял, что у меня возникла идея,

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

которая действительно могла бы изменить мир.

And this is what it is.

Вот она.

This is a small modular reactor.

Маленький модульный реактор.

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

Не такой большой, как на диаграмме.

This is between 50 and 100 megawatts.

От 50 до 100 мегаватт.

But that's a ton of power.

Но это куча энергии.

That's between, say at an average use,

Это, в зависимости от средней нагрузки,

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

обеспечивает энергией от 25,000 до 100,000 домов.

Now the really interesting thing about these reactors

Самое интересное в этих реакторах то,

is they're built in a factory.

что они производятся на заводе.

So they're modular reactors that are built

Эти модульные реакторы собираются

essentially on an assembly line,

преимущественно на конвейере,

and they're trucked anywhere in the world,

их можно доставить куда угодно с помощью грузовиков,

you plop them down, and they produce electricity.

установить, и они будут давать электричество.

This region right here is the reactor.

Вот здесь реактор.

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

И он зарыт под землей, что действительно важно.

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

Для человека с опытом работы с контртерроризмом,

I can't extol to you

я не могу выразить

how great having something buried below the ground is

насколько эффективно зарывать в землю такие вещи

for proliferation and security concerns.

с целью контроля распространения и безопасности.

And inside this reactor is a molten salt,

Внутри реактора расплав соли,

so anybody who's a fan of thorium,

так что фанатов тория

they're going to be really excited about this,

это необычайно порадует,

because these reactors happen to be really good

потому что такие реакторы прекрасны

at breeding and burning the thorium fuel cycle,

для разведения и выжигания урана-233

uranium-233.

в ториевом топливном цикле.

But I'm not really concerned about the fuel.

Но меня не очень волнует топливо.

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

Они могут работать -- а они очень прожорливы,

they really like down-blended weapons pits,

они очень любят свалки обедненного оружия,

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

высокообогащенный уран и оружейный плутоний,

that's been down-blended.

которые были обеднены.

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

Получается смесь, непригодная для ядерного оружия,

but they love this stuff.

но они обожают такую смесь.

And we have a lot of it sitting around,

А у нас её куча повсюду,

because this is a big problem.

и это большая проблема.

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

Во время холодной войны были созданы арсеналы

of nuclear weapons, and that was great,

ядерного оружия, что было славно,

and we don't need them anymore,

а теперь они не нужны,

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

ну и что теперь с этим мусором делать?

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

Что делать со свалками ядерного оружия?

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

Мы их охраняем, но было бы лучше

if we could burn them, eat them up,

их выжечь, переварить,

and this reactor loves this stuff.

а такие реакторы их обожают.

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

И вот реактор на расплаве соли. У него есть ядро,

and it has a heat exchanger from the hot salt,

а горячая соль выступает в роли теплообменника,

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

радиоактивная соль и холодная нерадиоактивная соль.

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

Она все равно горячая, но не радиоактивная.

And then that's a heat exchanger

Именно теплообменник

to what makes this design really, really interesting,

делает конструкцию такой привлекательной,

and that's a heat exchanger to a gas.

теплообменник по отношению к газу.

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

Возвращаясь к тому, что я сказал о производстве энергии,

being produced -- well, other than photovoltaic --

пожалуй, кроме фотогальванической --

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

создаваемой кипячением воды и вращением турбины,

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

очень неэффективно, на деле,

in a nuclear power plant like this,

у АЭС такого типа

it's only roughly 30 to 35 percent efficient.

эффективность примерно 30-35%.

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

Это соотношение тепловой энергии, которую даёт реактор,

to how much electricity it's producing.

к количеству полученного электричества.

And the reason the efficiencies are so low is these reactors

Такие реакторы столь мало эффективны, поскольку

operate at pretty low temperature.

работают при довольно низких температурах.

They operate anywhere from, you know,

Они работают в диапазоне

maybe 200 to 300 degrees Celsius.

примерно от 200 до 300 градусов Цельсия.

And these reactors run at 600 to 700 degrees Celsius,

А эти реакторы работают от 600 до 700 градусов Цельсия,

which means the higher the temperature you go to,

и чем большей температуры удается достичь,

thermodynamics tells you that you will have higher efficiencies.

тем выше эффективность, в соответствии с законами термодинамики.

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

Ещё этот реактор не использует воду. В нем газ,

so supercritical CO2 or helium,

сверхкритический СО2 или гелий,

and that goes into a turbine,

который и попадает в турбину,

and this is called the Brayton cycle.

и это называется цикл Брайтона.

This is the thermodynamic cycle that produces electricity,

Этот термодинамический цикл дает электричество,

and this makes this almost 50 percent efficient,

и это придает почти 50% эффективности,

between 45 and 50 percent efficiency.

эффективность варьируется между 45% и 50%.

And I'm really excited about this,

Что мне особенно нравится,

because it's a very compact core.

так это очень маленькое ядро.

Molten salt reactors are very compact by nature,

Реакторы на расплаве соли очень компактны по природе,

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

но вот что здорово — они дают больше электричества

for how much uranium you're fissioning,

из того же количества расщепляемого урана,

not to mention the fact that these burn up.

не говоря уж о том, что он выгорает.

Their burn-up is much higher.

Прогорание в них гораздо выше.

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

Итак, из данного количества топлива в реакторе

a lot more of it's being used.

его используется гораздо больше.

And the problem with a traditional nuclear power plant like this

И проблемы традиционной АЭС, как эта, в том, что

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

стержни заключены в циркониевую оболочку,

and inside them are uranium dioxide fuel pellets.

а внутри маленькие гранулы топлива на основе диоксида урана.

Well, uranium dioxide's a ceramic,

Диоксид урана относится к керамике

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

А керамика не очень-то любит выпускать из себя что-либо.

So you have what's called the xenon pit,

Есть так называемая ксеноновая яма,

and so some of these fission products love neutrons.

а некоторые продукты распада обожают нейтроны.

They love the neutrons that are going on

Они любят нейтроны, потому что они

and helping this reaction take place.

помогают поддерживать реакцию.

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

Они их поглощают, а значит, вкупе с тем, что

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

оболочка не очень долго держится,

you can only run one of these reactors

такой реактор можно использовать только

for roughly, say, 18 months without refueling it.

около 18 месяцев без дозаправки.

So these reactors run for 30 years without refueling,

А эти реакторы работают без дозаправки 30 лет,

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

что, на мой взгляд, просто поразительно,

because it means it's a sealed system.

ведь получается, что это замкнутая система.

No refueling means you can seal them up

Отсутствие дозаправки означает, что их можно опечатать

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

и они не представляют риска распространения,

and they're not going to have

и не будет никакого риска

either nuclear material or radiological material

выделения ядерного топлива или радиоактивных веществ

proliferated from their cores.

из их активных зон.

But let's go back to safety, because everybody

Но вернемся к безопасности, ведь все

after Fukushima had to reassess the safety of nuclear,

вынуждены переоценить атомные риски после инцидента Фукусимы,

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

и перед тем, как приступить к проектированию энергетического реактора

was it had to be passively and intrinsically safe,

должны быть учтены абсолютно все вопросы безопасности.

and I'm really excited about this reactor

Я без ума от этого реактора

for essentially two reasons.

в основном, по двум причинам.

One, it doesn't operate at high pressure.

Первая: он работает не под высоким давлении.

So traditional reactors like a pressurized water reactor

Традиционные реакторы, как, например, водо-водяной ядерный реактор,

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

или кипящий водо-водяной реактор имеют дело с очень горячей водой

at very high pressures, and this means, essentially,

под высоким давлением, и это в основном означает, что

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

в случае аварии, если есть какая-либо брешь

of this stainless steel pressure vessel,

в корпусе реактора из нержавеющей стали,

the coolant would leave the core.

охладитель может покинуть активную часть.

These reactors operate at essentially atmospheric pressure,

Такие реакторы работают под крайне высоким атмосферным давлением,

so there's no inclination for the fission products

так что нет предпосылок для продуктов распада

to leave the reactor in the event of an accident.

чтобы выйти из реактора в аварийной ситуации.

Also, they operate at high temperatures,

Они также работают при высоких температурах,

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

а топливо находится в жидком состоянии, так что они не расплавятся,

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

но для случая, если реактор когда-либо превысит допустимые уровни,

or you lost off-site power in the case

или произойдет отказ внешнего электроснабжения,

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

как в случае с Фукусимой, существует сливная емкость.

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

Так как топливо жидкое, и оно взаимодействует с охладителем,

you could actually just drain the core

можно просто слить активную часть

into what's called a sub-critical setting,

в так называемую субкритическую установку,

basically a tank underneath the reactor

такой резервуар под реатором,

that has some neutrons absorbers.

у которого есть поглотители нейтронов.

And this is really important, because the reaction stops.

И это важно, потому что реакция остановится.

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

Для такого реактора это невозможно.

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

Топливо, как я уже сказал, — керамика внутри топливных стержней из циркония,

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

а в случае аварии на одном из таких реакторов,

Fukushima and Three Mile Island --

Как на Фукусиме и Три-Майл-Айленд,

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

В случае Три-Майл-Айленд, мы долгое время этого не понимали -

but these zirconium claddings on these fuel rods,

но это циркониевое покрытие топливных стержней

what happens is, when they see high pressure water,

следуя сценарию воды под высоким давлением или

steam, in an oxidizing environment,

пара в окисляющейся среде,

they'll actually produce hydrogen,

оно вообще-то выделяет водород.

and that hydrogen has this explosive capability

А водород обладает достаточной взрывной способностью

to release fission products.

для освобождения продуктов распада.

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

А активная часть реактора, будучи не под давлением,

and it doesn't have this chemical reactivity,

не имеет такой реакционной способности, и это

means that there's no inclination for the fission products

значит, что нет предпосылок для продуктов распада

to leave this reactor.

покинуть реактор.

So even in the event of an accident,

Так что даже в случае аварии,

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

да, реактору скорее всего конец, и это очень неприятный

sorry for the power company,

инцидент для энергетической компании,

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

но зато не произойдет заражение обширных областей земли.

So I really think that in the, say,

Я думаю, что через, скажем

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

20 лет термоядерный синтез

and make fusion a reality,

станет реальностью,

this could be the source of energy

станет источником энергии и положит начало

that provides carbon-free electricity.

производству электроэнергии без углерода.

Carbon-free electricity.

Электроэнергия без углерода.

And it's an amazing technology because

Это потрясающая технология, потому что она не только

not only does it combat climate change,

позволит нам бороться с климатическими изменениями,

but it's an innovation.

но это также инновация.

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

Это способ дать энергию развивающимся странам,

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

потому что она делается на заводе и она дешевая.

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

Их при желании можно распространить по всему миру.

And maybe something else.

И также кое-что еще.

As a kid, I was obsessed with space.

Когда я был маленьким, я был помешан на космосе.

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

Ну я, конечно, был также помешан на ядерной физике, если уж на то пошло,

but before that I was obsessed with space,

но до этого я был одержим космосом,

and I was really excited about, you know,

и я был очень увлечен идеей о том,

being an astronaut and designing rockets,

чтобы стать космонавтом и конструировать ракеты,

which was something that was always exciting to me.

и это всегда было волнительно для меня.

But I think I get to come back to this,

Но я думаю, что мне удастся к этому вернуться,

because imagine having a compact reactor in a rocket

только представьте себе компактный реактор внутри ракеты,

that produces 50 to 100 megawatts.

который производит от 50 до 100 мегаватт.

That is the rocket designer's dream.

Это просто мечта проектировщика ракетных двигателей.

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

Это также мечта ученых, работающих над колонизацией других планет.

Not only do you have 50 to 100 megawatts

Выработается не только от 50 до 100 мегаватт для

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

создания нужной движущей силы, чтобы добраться туда,

but you have power once you get there.

но останется энергия даже когда вы туда прибудете.

You know, rocket designers who use solar panels

Знаете, конструкторы ракетных двигателей, которые работают с солнечными панелями

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

или топливными элементами, я имею в виду несколько ватт или киловатт --

wow, that's a lot of power.

ух ты, да это много энергии.

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

А мы говорим о 100 мегаваттах.

That's a ton of power.

Это просто куча энергии.

That could power a Martian community.

Это могло бы снабжать энергией колонию на Марсе.

That could power a rocket there.

И ракету там же.

And so I hope that

Так что я надеюсь, что, может быть,

maybe I'll have an opportunity to kind of explore

у меня будет возможность как бы попробовать себя в

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

своей страсти к ракетостроению, так же как я пробую себя в ядерной физике.

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

А люди бы говорили, "Ну, ты запустил эту штуку в космос,

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

а она вообще-то радиоактивная, ты подумал о последствиях?"

But we launch plutonium batteries all the time.

Но в то же время мы постоянно запускаем плутониевые батареи.

Everybody was really excited about Curiosity,

Все были так увлечены марсоходом Кьюриосити,

and that had this big plutonium battery on board

а у него на борту огромная плутониевая батарея

that has plutonium-238,

с плутонием-238,

which actually has a higher specific activity

у которого вообще-то наблюдается более высокая удельная радиоактивность,

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

чем у слабообогащенного уранового топлива в реакторах на расплаве соли,

which means that the effects would be negligible,

а это означает, что воздействия несущественны,

because you launch it cold,

так как запуск происходит в холодном виде

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

тогда, когда он попадает в космос, где и предполагается активировать реактор.

So I'm really excited.

Так что я очень взволнован.

I think that I've designed this reactor here

Думаю, что придумал реактор, который

that can be an innovative source of energy,

может стать инновационным источником энергии,

provide power for all kinds of neat scientific applications,

снабжать электричеством все виды исследовательских систем,

and I'm really prepared to do this.

и я на самом деле готов к этому.

I graduated high school in May, and --

Я закончил школу в мае, и...

(Laughter) (Applause) —

(Смех) (Аплодисменты)

I graduated high school in May,

Я закончил школу в мае,

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

и решил, что я должен основать компанию

to commercialize these technologies that I've developed,

для того чтобы ввести в коммерческий оборот разработанные мной технологии,

these revolutionary detectors for scanning cargo containers

а именно революционные датчики сканирования контейнеров с грузом,

and these systems to produce medical isotopes,

а также системы по производству изотопов медицинского назначения,

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

но я хочу заниматься этим, и я уже начал собирать

a team of some of the most incredible people

команду из самых замечательных людей,

I've ever had the chance to work with,

с которыми мне когда-либо приходилось работать.

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

и я правда готов претворить это в жизнь.

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

И я думаю, что наблюдая за технологиями,

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

эта обойдется дешевле или так же, как использование природного газа,

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

при том, что не нужно осуществлять дозаправку в течение 30 лет,

which is an advantage for the developing world.

что является большим преимуществом для развивающихся стран.

And I'll just say one more maybe philosophical thing

И под конец я скажу кое-что еще более философское,

to end with, which is weird for a scientist.

и это довольно странно для ученого.

But I think there's something really poetic

В любом случае, я нахожу очень поэтичным то,

about using nuclear power to propel us to the stars,

что ядерные технологии возносят нас к звездам,

because the stars are giant fusion reactors.

потому что звезды и сами являются огромными термоядерными реакторами.

They're giant nuclear cauldrons in the sky.

Они, по сути, большие ядерные котлы в небесах.

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

А энергия, которая предоставила мне возможность сегодня с вами поговорить,

while it was converted to chemical energy in my food,

переработанная в химическую энергию из моей еды,

originally came from a nuclear reaction,

изначально образовалась в ходе ядерной реакции,

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

итак, это очень поэтично, с моей точки зрения, что

perfecting nuclear fission

мы совершенствуем методы ядерного распада

and using it as a future source of innovative energy.

и используем инновации для создания источников энергии будущего.

So thank you guys.

Так что спасибо вам.

(Applause)

(Аплодисменты)