Steven Cowley: Fuziunea este viitorul energiei

Întrebarea esențială este "Când vom obține fuziunea?" A trecut foarte mult timp de când știm despre fuziune. Știm despre fuziune din 1920, când Sir Arthur Stanley Eddington și Asociația Britanică pentru Progresul Științei au presupus că acesta e motivul pentru care soarele strălucește.

De când mă știu, m-am gândit cu grijă la resurse. Nu știu cum făceați voi, dar când mama îmi dădea mâncare tot timpul alegeam ce nu-mi plăcea de ce-mi plăcea. Și mâncam întâi ce nu-mi plăcea pentru că vroiam să păstrez ce-mi plăcea. Copil fiind, întotdeauna te gândești cu grijă la resurse. Iar după ce oarecum mi s-a explicat cât de repede consumăm resursele lumii, m-am supărat foarte tare, cam la fel ca atunci când am conștientizat că Pământul va exista doar cam cinci miliarde de ani până să fie înghițit de soare. Au fost evenimente majore în viața mea, am fost un copil ciudat. (Râsete)

În acest moment, energia este dominată de resurse. Țările care câștigă mulți bani din energie au ceva resurse în subteran. Revoluția industrială din această țară, bazată pe energie generată de cărbuni -- petrol, gaze naturale, scuze. (Râsete) Gaze naturale, probabil sunt singurul care se bucură cu adevărat când domnul Putin închide robinetul la gaze, pentru că bugetul meu crește.

Acum suntem dominați cu adevărat de acele lucruri pe care le consumăm tot mai rapid. Iar pe măsură ce încercăm să scoatem din sărăcie miliarde de oameni din Lumea a Treia, în lumea aflată în dezvoltare consumăm energie tot mai rapid. Iar acele resurse dispar pentru totdeauna. În viitor, vom obține energie nu din resurse, ci, de fapt, din cunoștințe. Dacă privim peste 50 de ani în viitor, probabil vom genera energie într-unul din următoarele trei moduri, folosind vântul sau alte lucruri, dar acești factori vor genera doar strictul necesar de energie.

Energia solară poate acoperi necesarul și este clar că trebuie dezvoltată. Dar trebuie să mai acumulăm multe cunoștințe până să devină sursa de energie de bază a lumii. Fisiunea. Guvernul nostru va pune-n funcțiune șase noi centrale nucleare. Vor pune în funcțiune șase noi centrale nucleare și, ulterior, probabil și mai multe. China construiește centrale nucleare. Toate țările construiesc. Pentru că știu că este o metodă sigură de a genera energie fără emisii de carbon.

Dar dacă vreți să știți care este sursa perfectă de energie, sursa perfectă de energie nu ocupă mult spațiu, există în cantități virtual nelimitate, este sigură, nu emană carbon în atmosferă, nu generează deșeuri radioactive care se descompun într-un timp foarte îndelungat. este fuziunea. Dar nu este chiar așa de simplu. Desigur, în asemenea cazuri, niciodată nu e. Fuziunea este foarte greu de generat. Încercăm de 50 de ani.

OK. Ce e fuziunea? Aici intervine fizica nucleară. Îmi pare rău, dar asta e ceea ce mă excită. (Râsete) Am fost un copil ciudat. Energia nucleară este generată dintr-un motiv simplu. Fierul are cel mai stabil nucleu și se află chiar la mijlocul tabelului periodic. E un nucleu de mărime medie. Dacă vrei să obții energie, trebuie să te îndrepți spre fier. Astfel, uraniul, care este foarte mare, vrea să se descompună. Dar micii atomi vor să se unească, micile nuclee vor să se unească pentru a forma nuclee și atomi mai mari, care să se îndrepte spre fier.

Și, astfel poate fi obținută energie. Într-adevăr, stelele procedează exact la fel. În mijlocul stelelor, hidrogenul se compune pentru a genera heliu și apoi heliul se compune pentru a genera carbon, oxigen și toate elementele din care suntem făcuți sunt obținute în mijlocul stelelor. Dar este un proces dificil pentru că, așa cum știți, în mijlocul stelelor este destul de cald, prin definiție. Dar există o reacție de fuziune care probabil este cel mai ușor de realizat. Implică doi izotopi ai hidrogenului, două tipuri de hidrogen, deuteriu, care este hidrogen greu și care poate fi obținut din apa marină și tritiu, care este hidrogen super-greu.

Când sunt departe unul de altul, aceste două nuclee sunt încărcate. Dacă le apropii, se resping. Dar când le apropii îndeajuns, începe să acționeze ceva care se numește forța puternică și care îi atrage să se unească. Deci, în majoritatea timpului, ei se resping. Pe măsură ce îi apropii tot mai mult, la un anumit punct, forța puternică îi prinde și îi unește. Pentru un moment, ei devin heliu 5, pentru că au cinci particule.

Ei bine, acesta este procesul. Deuteriul și tritiul se unesc, formând heliu 5. Heliul se descompune apoi și elimină un neutron, generând foarte multă energie. La o temperatură de 150 de milioane de grade, lucrurile se mișcă atât de repede încât de fiecare dată când izotopii se ciocnesc așa cum trebuie, se va întâmpla același lucru și va fi eliberată energie. Iar această energie alimentează fuziunea. Aceasta este reacția pe care vrem s-o obținem.

Este totuși ceva complicat la această reacție. Ei bine, e complicat să ajungi la 150 de milioane de grade, dar mai e ceva complicat și legat de reacție. E destul de cald. Partea complicată este că tritiul nu există în natură. Trebuie obținut din altceva. Și se obține din litiu. Acea reacție de jos, litiu 6 plus un neutron, va genera mai mult heliu plus tritiu. Și astfel se obține tritiul. Dar, din fericire, dacă poți face această reacție de fuziune, se obține un neutron, deci se poate obține energie.

Acum, de ce naiba ne-am pierde timpul cu așa ceva? În esență, acesta e motivul. Dacă transpuneți într-un grafic cantitatea de combustibil pe care o mai avem la dispoziție, raportând-o la consumul global actual, veți vedea că petrolul ne va mai ajunge câteva zeci de ani -- apropo, linia albastră reprezintă cel mai scăzut nivel estimat al resurselor existente. Iar linia galbenă reprezintă cea mai optimistă estimare.

Veți vedea că pentru câteva zeci de ani sau poate 100 de ani vom mai avea combustibili fosili. Și, sigur nu vrem să ardem chiar toți acești combustibili. Pentru că se va emana în aer o cantitate de carbon îngrozitor de mare. Și apoi ajungem la uraniu. Folosind actuala tehnologie a reactoarelor, uraniul pe care îl avem nu ne va ajunge foarte mult timp. Și va trebui să extragem uraniu din apa mărilor, adică ajungem la linia galbenă, astfel încât centralele nucleare convenționale să funcționeze cu adevărat la parametri ridicați. Este un pic șocant pentru că, de fapt, guvernul nostru se bazează pe uraniu pentru a îndeplini condițiile acordului de la Kyoto și tot ce presupune acesta.

Pentru a merge mai departe ar trebui să avem tehnologie mai avansată. Iar tehnologia mai avansată va grăbi dezvoltarea. Și este destul de periculos. Chestia mare din dreapta reprezintă litiul pe care îl avem în lume. Litiul se găsește în apa marină. Ajungem la linia galbenă. Combustibilul pentru fuziune din apa marină ne va ajunge 30 de milioane de ani. Toată lumea are acces la el. De-asta vrem să obținem fuziunea. Sunt costurile competitive? Estimăm costurile pentru ceea ce credem că vom avea nevoie pentru a construi o centrală pe principiul fuziunii. Și obținem cam același preț ca în cazul actual al electricității.

Deci, cum vom obține energia? Trebuie să ajungem la 150 de milioane de grade. Și, de fapt, am reușit asta deja. Folosim un câmp magnetic. Iar în mijlocul lui, chiar în mijlocul acestei forme toroidale, semănând cu o gogoașă, chiar în mijloc sunt 150 de milioane de grade. În mijloc ajungem la 150 de milioane de grade. Și, de fapt, putem obține fuziunea. Mergând în această direcție, acesta este JET. Este singura mașinărie din lume care chiar a generat fuziune.

Celor care spun că întotdeauna ne vor lua 30 de ani să obținem fuziunea, le zic: "Da, numai că deja am obținut fuziunea." Corect? Putem obține fuziunea. În centrul acestui dispozitiv am generat 16 megawați prin fuziune, în 1997. Iar în 2013 îi vom da drumul din nou și vom depăși toate recordurile. Dar, de fapt, nu este energie generată prin fuziune. Doar obținem fuziunea. Trebuie să luăm tehnologia și să creăm un reactor pentru fuziune. Pentru că vrem energie prin fuziune pentru Pământ timp de 30 de milioane de ani. Iată dispozitivul pe care îl construim acum.

Cercetarea este foarte scumpă. Se dovedește că nu poți obține fuziune pe o masă de laborator, în ciuda tuturor prostiilor legate de fuziunea la rece. Nu-i așa? Nu ai cum. Trebuie obținută într-un dispozitiv foarte mare. Peste jumătate din populația lumii e implicată în construirea acestui dispozitiv în sudul Franței. E un loc foarte plăcut pentru un experiment. Șapte națiuni sunt implicate în construirea lui. Ne va costa 10 miliarde. Și vom produce jumătate de gigawatt prin fuziune. Dar încă nu este electricitate. Aici trebuie să ajungem. Trebuie să ajungem să construim o centrală. Trebuie să începem să includem în grafic și electricitatea generată prin această tehnologie foarte complexă. Și chiar mi-ar plăcea să se întâmple mult mai repede. Dar, în acest moment, ne putem imagina că se va întâmpla undeva în anii 2030.

Mi-aș fi dorit să fie altfel. Chiar avem nevoie acum. Vom avea probleme cu energia în această țară în următorii cinci ani. Așa că, 2030 pare a fi la distanță de ani-lumină. Dar nu putem abandona acum; trebuie să mergem înainte, să obținem fuziunea. Îmi doresc să avem mai mulți bani, mai multe resurse. Dar acum, obiectivul nostru este ca undeva în anii 2030 chiar să obținem energie electrică prin fuziune. Vă mulțumesc foarte mult. (Aplauze)