Steven Cowley: Fusion is energy's future

Стивен Коули: синтез – энергия будущего

Переводчик: Georgy Bolyuba Редактор: Namik Kasumov

The key question is, "When are we going to get fusion?"

Главный вопрос: "Когда мы получим ядерный синтез?"

It's really been a long time since we've known about fusion.

О ядерном синтезе нам известно достаточно долгое время.

We've known about fusion since 1920,

Мы знаем о синтезе с 1920 года,

when Sir Arthur Stanley Eddington

когда Сэр Артур Стэнли Эддингтон

and the British Association for the Advancement of Science

в Британской Ассоциации содействия развитию науки

conjectured that that's why the sun shines.

выдвинул гипотезу о том, что ядерный синтез является первопричиной солнечного света.

I've always been very worried about resource.

Меня всегда сильно волновал вопрос ресурсов.

I don't know about you, but

Не знаю как было у вас дома, но

when my mother gave me food,

когда моя мама клала мне еду,

I always sorted the ones I disliked

я всегда разделял то, что мне не нравилось

from the ones I liked.

от того, что мне нравилось.

And I ate the disliked ones first,

Сначала я съедал то, что мне не нравилось.

because the ones you like, you want to save.

Ведь то, что нравится, хочется сохранить на потом.

And as a child you're always worried about resource.

В детстве человек всегда волнуется по поводу ресурсов.

And once it was sort of explained to me

И как только мне стало известно, что

how fast we were using up the world's resources,

мировые запасы расходуются очень быстро,

I got very upset,

я начал сильно беспокоиться.

about as upset as I did when I realized

Примерно так же сильно, как когда я понял,

that the Earth will only last about five billion years

что Земля проживет всего около 5 миллиардов лет

before it's swallowed by the sun.

и будет поглощена Солнцем.

Big events in my life,

Это были для меня большие события в жизни …

a strange child.

Да, странный я был ребенок.

(Laughter)

(Смех)

Energy, at the moment, is dominated by resource.

В настоящее время главный вопрос энергетики – это вопрос энергетических ресурсов.

The countries that make a lot of money out of energy

Страны, зарабатывающие на энергии большие деньги,

have something underneath them.

это те, у которых в недрах кое-что есть.

Coal-powered industrial revolution in this country --

Уголь был топливом промышленной революции в Великобритании,

oil, gas, sorry.

нефть, газ... Извините.

(Laughter)

(Смех)

Gas, I'm probably the only person

Газ... Я, наверное, единственный, кто радуется

who really enjoys it when Mister Putin

когда господин Путин перекрывает подачу газа,

turns off the gas tap, because my budget goes up.

потому что после этого мне увеличивают бюджет на исследования.

We're really dominated now

Мы очень сильно зависим сейчас

by those things that we're using up faster and faster and faster.

именно от того, что расходуем всё быстрее, и быстрее.

And as we try to lift billions of people out of poverty

И по мере того, как мы пытаемся улучшить условия жизни

in the Third World, in the developing world,

в странах третьего мира, в развивающихся странах,

we're using energy faster and faster.

мы расходуем энергию быстрее и быстрее.

And those resources are going away.

И эти ресурсы исчезают навсегда.

And the way we'll make energy in the future

Будущий способ производства энергии основан

is not from resource,

не на ресурсах,

it's really from knowledge.

а на знаниях.

If you look 50 years into the future,

Если заглянуть на 50 лет вперед,

the way we probably will be making energy

то энергию, скорее всего, мы будем получать

is probably one of these three,

одним из этих трех способов. [Синтез. Расщепление. Солнце]

with some wind, with some other things,

Немного ветра, немного других источников,

but these are going to be the base load energy drivers.

но эти три способа останутся основой технологии.

Solar can do it, and we certainly have to develop solar.

Солнечная энергия очень важна и нам обязательно нужно ее разрабатывать.

But we have a lot of knowledge to gain before we can make solar

Но наших знаний ещё явно недостаточно для того, чтобы сделать солнечную энергию

the base load energy supply for the world.

основным источником мирового масштаба.

Fission.

Расщепление атома.

Our government is going to put in six new nuclear power stations.

Правительство Великобритании вводит в строй 6 новых АЭС.

They're going to put in six new nuclear power stations,

Шесть атомных электростанций сейчас

and probably more after that.

и, возможно, ещё больше потом.

China is building nuclear power stations. Everybody is.

Китай строит атомные электростанции. Все строят.

Because they know that that is one sure way

Потому что все знают, что это один из проверенных способов

to do carbon-free energy.

получения экологически чистой энергии.

But if you wanted to know what the perfect energy source is,

Но давайте спросим, что такое –идеальный источник энергии?

the perfect energy source is one

Идеальный источник энергии – это тот, что

that doesn't take up much space,

не требует много места,

has a virtually inexhaustible supply,

практически неисчерпаем,

is safe, doesn't put any carbon into the atmosphere,

безопасен, не выбрасывает углекислый газ в атмосферу,

doesn't leave any long-lived radioactive waste:

не оставляет подолгу неразлагающиеся радиоактивные отходы.

it's fusion.

Это – ядерный синтез.

But there is a catch. Of course there is always a catch in these cases.

Но тут есть подвох. В подобных случаях всегда есть подвох.

Fusion is very hard to do.

Ядерный синтез очень трудно осуществить.

We've been trying for 50 years.

Нашим попыткам вот уже 50 лет.

Okay. What is fusion? Here comes the nuclear physics.

Что же такое ядерный синтез? Придется поговорить о ядерной физике.

And sorry about that, but this is what turns me on.

Прошу прощения, если я, как обычно, на этом заведусь.

(Laughter)

(Смех)

I was a strange child.

Я вам говорил, каким я был странным ребенком.

Nuclear energy comes for a simple reason.

Ядерная энергия появляется по очень простой причине.

The most stable nucleus is iron, right in the middle of the periodic table.

Наиболее стабильное ядро – это ядро железа, прямо в центре периодической таблицы.

It's a medium-sized nucleus.

Это ядро имеет средний размер.

And you want to go towards iron if you want to get energy.

Для получения энергии нужно "двигаться" в направлении железа.

So, uranium, which is very big, wants to split.

Например, уран, очень большое ядро, имеет тенденцию к распаду.

But small atoms want to join together,

А маленькие атомы хотят объединяться.

small nuclei want to join together

Маленькие ядра хотят объединяться,

to make bigger ones to go towards iron.

и, образовав ядра побольше, «двигаться» ближе к ядру железа.

And you can get energy out this way.

Этим путём можно извлечь энергию.

And indeed that's exactly what stars do.

Именно это и происходит со звездами.

In the middle of stars, you're joining hydrogen together to make helium

В центре звёзд ядра водорода, объединяясь, образуют гелий,

and then helium together to make carbon,

затем гелий образует углерод,

to make oxygen, all the things that you're made of

и образует кислород. Все элементы, из которых мы состоим,

are made in the middle of stars.

созданы внутри звёзд.

But it's a hard process to do

Но этот процесс трудно воспроизвести,

because, as you know, the middle of a star is quite hot,

потому что, как вы знаете, внутри звезды очень горячо,

almost by definition.

практически по определению.

And there is one reaction

Но существует одна реакция

that's probably the easiest fusion reaction to do.

пожалуй, самая простая из реакций синтеза.

It's between two isotopes of hydrogen, two kinds of hydrogen:

Это – реакция между двумя изотопами водорода, двумя типами водорода,

deuterium, which is heavy hydrogen,

дейтерием, т.н. «тяжелым» водородом,

which you can get from seawater,

который можно получить из морской воды,

and tritium which is super-heavy hydrogen.

и тритием, «сверхтяжелым» водородом.

These two nuclei, when they're far apart, are charged.

Будучи на расстоянии, эти два ядра заряжены.

And you push them together and they repel.

Если заставить их приблизиться, они станут отталкиваться.

But when you get them close enough,

Но если их всё же достаточно сблизить,

something called the strong force starts to act

то начинает доминировать т.н. сильное ядерное взаимодействие,

and pulls them together.

которое притягивает их друг к другу.

So, most of the time they repel.

Итак, в обычном состоянии они отталкиваются,

You get them closer and closer and closer and then at some point

если же их заставить быть ближе и ближе, то в определенный момент

the strong force grips them together.

сильное ядерное взаимодействие скручивает их вместе.

For a moment they become helium 5,

На мгновение они образуют гелий-5,

because they've got five particles inside them.

потому что внутри пять частиц.

So, that's that process there. Deuterium and tritium goes together

Вот там показан процесс. Дейтерий [+] тритий

makes helium 5.

дают гелий-5.

Helium splits out, and a neutron comes out

Гелий расщепляется и излучает нейтрон;

and lots of energy comes out.

выделяется много энергии.

If you can get something to about 150 million degrees,

Если удастся получить температуру примерно в 150 миллионов градусов,

things will be rattling around so fast

частицы будут перемещаться с такой скоростью,

that every time they collide in just the right configuration,

что при каждом их столкновении в нужной нам конфигурации,

this will happen, and it will release energy.

произойдёт реакция и высвобождение энергии.

And that energy is what powers fusion.

Эта энергия [сопровождает] ядерный синтез.

And it's this reaction that we want to do.

Именно эту реакцию мы хотим осуществить.

There is one trickiness about this reaction.

И тут есть небольшая загвоздка.

Well, there is a trickiness that you have to make it 150 million degrees,

Конечно, одна загвоздка в том, чтобы создать температуру в 150 миллионов градусов,

but there is a trickiness about the reaction yet.

но и в самой реакции есть своя загвоздка.

It's pretty hot.

Да, температура неслабая.

The trickiness about the reaction is that

Загвоздка с самой реакцией в том, что

tritium doesn't exist in nature.

трития в природе нет,

You have to make it from something else.

и его нужно откуда-то получить.

And you make if from lithium. That reaction at the bottom,

Получить его можно из лития. Реакция в нижней части слайда:

that's lithium 6, plus a neutron,

литиум-6 плюс нейтрон

will give you more helium, plus tritium.

дает ещё один гелий плюс тритий.

And that's the way you make your tritium.

Так и получается тритий.

But fortunately, if you can do this fusion reaction,

Но, к счастью, если удастся провести синтез,

you've got a neutron, so you can make that happen.

то появится нейтрон, а значит можно создать и тритий.

Now, why the hell would we bother to do this?

Так зачем нам в принципе этим заниматься?

This is basically why we would bother to do it.

А вот, взгляните.

If you just plot how much fuel

Если построить диаграмму запасов

we've got left, in units of

оставшегося топлива,

present world consumption.

в единицах текущего мирового потребления,

And as you go across there you see

и посмотреть, то мы увидим, что

a few tens of years of oil -- the blue line, by the way,

нефти осталось на несколько десятков лет… кстати, синие столбики – это

is the lowest estimate of existing resources.

минимальный прогноз существующих ресурсов,

And the yellow line is the most optimistic estimate.

а желтые столбики – наиболее оптимистичный прогноз.

And as you go across there you will see

Из этой диаграммы видно,

that we've got a few tens of years, and perhaps 100 years

что ископаемого топлива у нас осталось на десятки лет,

of fossil fuels left.

ну, может быть, лет на 100.

And god knows we don't really want to burn all of it,

И, конечно же, мы не хотим сжечь его полностью,

because it will make an awful lot of carbon in the air.

поскольку в атмосфере будет слишком много углекислого газа.

And then we get to uranium.

Теперь обратимся к запасам урана.

And with current reactor technology

Имеющаяся на сегодня технология реакторов

we really don't have very much uranium.

не оставляет надежд на достаточность запасов урана.

And we will have to extract uranium from sea water,

Нам придется добывать уран из морской воды –

which is the yellow line,

желтые столбики показывают потенциальный объем –

to make conventional nuclear power stations

ради того, чтобы выжать из существующих

actually do very much for us.

сейчас АЭС как можно больше.

This is a bit shocking, because in fact our government

Это несколько шокирует, поскольку правительство Великобритании

is relying on that for us to meet Kyoto,

рассчитывает на уран для выполнения требований Киотского протокола

and do all those kind of things.

и прочих условий.

To go any further you would have to have breeder technology.

Чтобы двигаться дальше, нам придется использовать бридер, ядерный реактор-размножитель.

And breeder technology is fast breeders. And that's pretty dangerous.

Нынешняя технология т.н. быстрого размножения довольно опасна.

The big thing, on the right,

Главный же козырь показан справа –

is the lithium we have in the world.

мировые запасы лития.

And lithium is in sea water. That's the yellow line.

Литий имеется в морской воде. Объем показан желтым столбиком [справа].

And we have 30 million years worth of fusion fuel in sea water.

В океане имеется топлива для синтеза на 30 миллионов лет.

Everybody can get it. That's why we want to do fusion.

Он доступен всем. Вот почему мы занимаемся ядерным синтезом.

Is it cost-competitive?

Вопрос: насколько он экономически привлекателен?

We make estimates of what we think it would cost

Мы провели оценку предполагаемых расходов

to actually make a fusion power plant.

на создание электростанции на ядерном синтезе.

And we get within about the same price

Расчеты дают цифры, не сильно отличающиеся

as current electricity.

от сегодняшних цен на электричество.

So, how would we make it?

Как же создать её?

We have to hold something at 150 million degrees.

Нужно достичь температуры в 150 миллионов градусов.

And, in fact, we've done this.

И мы сделали вот что.

We hold it with a magnetic field.

Мы удерживаем эту штуку магнитным полем,

And inside it, right in the middle of this toroidal shape, doughnut shape,

при этом внутри этой формы тора, этого бублика,

right in the middle is 150 million degrees.

точно по центру 150 миллионов градусов.

It boils away in the middle at 150 million degrees.

В центре поддерживается температура в 150 миллионов градусов.

And in fact we can make fusion happen.

Мы действительно можем достичь синтеза.

And just down the road, this is JET.

А вот [фотография проекта] JET, это недалеко [от Оксфорда].

It's the only machine in the world that's actually done fusion.

Это единственное в мире устройство, реально достигшее реакции синтеза.

When people say fusion is 30 years away, and always will be,

Когда мне говорят, что время для синтеза придет через 30 лет, и так будет всегда,

I say, "Yeah, but we've actually done it." Right?

я отвечаю: "Неужели? А мы уже его получили…".

We can do fusion. In the center of this device

Мы можем получать синтез. В центре этого устройства

we made 16 megawatts of fusion power in 1997.

мы в 1997 году выработали 16 мегаватт энергии синтеза.

And in 2013 we're going to fire it up again

А в 2013 году мы собираемся завести его заново

and break all those records.

и побить все рекорды.

But that's not really fusion power. That's just making some fusion happen.

Но это еще не производство энергии из синтеза. Это просто управление реакцией.

We've got to take that, we've got to make that into a fusion reactor.

Нам нужно на основе этого эксперимента создать реактор синтеза.

Because we want 30 million years worth of fusion power for the Earth.

Потому что для планеты нужно такое топливо, у которого запаса на 30 миллионов лет.

This is the device we're building now.

Именно такое устройство мы строим сейчас.

It gets very expensive to do this research.

Такого рода исследования очень дорого обходятся.

It turns out you can't do fusion on a table top

Оказывается, провести синтез компактно, «на столе», невозможно,

despite all that cold fusion nonsense. Right?

т.н. «холодный» синтез – пустые разговоры.

You can't. You have to do it in a very big device.

Невозможно. Необходимо очень большое устройство.

More than half the world's population is involved in building this device

Больше половины человечества делает вклад в возведение такого устройства

in southern France, which is a nice place to put an experiment.

в южной Франции. Для проведения эксперимента, кстати, место приятное.

Seven nations are involved in building this.

Семь сторон участвуют в проекте.

It's going to cost us 10 billion. And we'll produce half a gigawatt of fusion power.

Стоимость - 10 миллиардов. Мы собираемся вырабатывать половину гигаватт энергии синтеза.

But that's not electricity yet.

Но это еще не электричество.

We have to get to this.

Нам нужно вот что.

We have to get to a power plant.

Нам нужна электростанция.

We have to start putting electricity on the grid

Для выработки электричества и подачи его в сеть

in this very complex technology.

необходима очень сложная техника.

And I'd really like it to happen a lot faster than it is.

И я бы очень хотел, чтобы это произошло как можно скорее.

But at the moment, all we can imagine is sometime in the 2030s.

Но пока мы рассчитываем где-то на 2030-е годы.

I wish this were different. We really need it now.

Жаль, что это так. Нам очень нужно это сейчас.

We're going to have a problem with power

В Великобритании проблемы с энергией

in the next five years in this country.

начнутся в ближайшие пять лет,

So 2030 looks like an infinity away.

и 2030-й год выглядит бесконечно далёким.

But we can't abandon it now; we have to push forward,

Но забросить работу мы не можем, нужно продвигаться вперед,

get fusion to happen.

нужно создать синтез.

I wish we had more money, I wish we had more resources.

Конечно, хочется иметь побольше финансов, иметь побольше ресурсов,

But this is what we're aiming at,

но наша настоящая цель такова:

sometime in the 2030s --

иметь примерно в 2030-х годах

real electric power from fusion. Thank you very much.

реальную электроэнергию на основе синтеза. Благодарю вас.

(Applause)

(Аплодисменты)