Hola, wat een sterke lamp.
Die zal wel een hoop energie nodig hebben.
Jullie allemaal hiernaartoe vliegen,
zal ook wel een pak energie hebben gekost.
De hele planeet snakt naar energie
en tot nu toe was dat bijna allemaal fossiele energie.
We verbrandden petroleum.
Dat was leuk.
Dat bracht ons tot hier, maar zo kan het niet doorgaan.
Dat kan zo niet verder.
We proberen nu andere vormen van energie uit,
alternatieve energie.
Maar niets bleek
zo makkelijk en kosteneffectief
als olie, gas en steenkool.
Mijn favoriet is kernenergie.
Ze heeft een grote energiedichtheid,
ze produceert een massa betrouwbaar vermogen
en ze stoot geen CO2 uit.
Het kan op twee manieren:
kernsplijting en kernfusie.
Bij kernsplijting vertrek je van een grote kern
en je breekt ze in stukken.
Dat geeft een pak energie.
Zo werkt een kernreactor vandaag.
Doet het niet slecht.
Maar er is ook kernfusie.
Ik ben weg van fusie. Fusie is beter.
Je vertrekt van twee kleine kernen,
brengt ze samen en je krijgt helium.
Dat is fijn,
want er komt een hoop energie bij vrij.
Dat is de manier waarop de natuur energie maakt.
De zon en alle sterren in het heelal
lopen op fusie.
Een fusiereactor
zou heel kosteneffectief
en veilig zijn.
Er ontstaat alleen maar kortlevend radioactief afval,
en kernsmelting is onmogelijk.
De brandstof halen we uit zeewater.
Uit zeewater kan je brandstof halen
aan zo'n 0,001 cent per kilowattuur.
Heel, heel goedkoop.
Als de hele planeet op kernfusie zou lopen,
konden we brandstof winnen uit zeewater.
We hadden genoeg voor miljarden jaren.
Nu, als fusie toch zo geweldig is, waarom hebben we ze dan nog niet?
Waar blijft ze?
Er zit altijd een addertje onder het gras.
Fusie is heel, heel moeilijk.
Omdat die twee kernen
positief geladen zijn,
stoten ze elkaar af.
Zo gaat dat. Ze bewegen zo.
Om ze te doen fuseren,
moeten ze met grote snelheid tegen elkaar smakken.
Bewegen ze snel genoeg,
dan kunnen ze de afstoting overwinnen,
elkaar raken en energie vrijgeven.
Deeltjessnelheid is een maat voor temperatuur.
De benodigde temperatuur
bedraagt 150 miljard graden Celsius.
Da's nogal warm.
En daarom is fusie zo moeilijk.
Ik werd door kernfusie aangestoken
tijdens mijn doctoraatsstudie hier aan de universiteit van Brits Columbia.
Maar toen kreeg ik een goede job in een groot laserprinterbedrijf.
Ze maakten drukwerk voor de printerindustrie.
Ik werkte er 10 jaar
en raakte er wat op uitgekeken.
Op mijn 40ste kreeg ik een midlifecrisis.
Je weet wel, de gebruikelijke zaken.
Wie ben ik? Wat staat me te doen?
Wat kan ik doen?
Ik bekeek mijn werk
en zag dat ik bezig was met wouden om te leggen,
hier in Brits Columbia.
Ik begroef jullie allemaal
onder miljoenen tonnen ongevraagde reclame.
Daar was ik niet blij mee.
Sommigen kopen een Porsche.
Anderen nemen een minnares.
Maar ik wilde mijn steentje bijdragen
om de opwarming tegen te houden door fusie mogelijk te maken.
Eerst ging ik wat grasduinen
in de beschikbare literatuur
om te weten hoe fusie werkt.
De natuurkundigen zijn er al geruime tijd mee bezig.
Een van de manieren waarop ze het probeerden,
is met een zogenaamde tokamak.
Het is een grote ring van magnetische spoelen.
Supergeleidende spoelen.
Ze maken een magnetisch veld
in een ring als deze.
Binnenin zit een heet gas opgesloten,
een zogenaamd plasma.
De plasmadeeltjes
draaien er in rond.
Ze injecteren een massa warmte-energie
waardoor de inhoud op fusietemperatuur wordt gebracht.
Hier zie je de binnenkant van zo'n donut
en rechts
zie je het plasma.
Een tweede manier
is laserfusie.
Een kleine pingpongbal
met fusiebrandstof in het midden
wordt beschoten met een hele batterij lasers.
De lasers zijn uiterst krachtig
en persen de pingpongbal supersnel samen.
Als je ergens hard genoeg op duwt,
wordt het heter.
Als dat echt, echt snel gebeurt
- ze doen het in een miljardste van een seconde -
is dat voldoende energie
om de fusie in gang te zetten.
Dit is de binnenkant van zo'n machine.
Je ziet de laserstralen en de pellet in het midden.
De meeste mensen zien geen brood in kernfusie.
Ze denken dat de natuurkundigen in hun labs
wel erg hard werken, maar dat het geen resultaat geeft.
Niet helemaal waar.
Deze grafiek laat zien hoe fusie verbeterde
in de laatste 30 jaar.
Je kan zien dat het nu
al 10.000 keer beter gaat
dan in het begin.
Dat is helemaal niet slecht.
In feite gaat het even snel vooruit
als bij de fabelachtige wet van Moore
die weergaf hoe het aantal transistors
op één chip toenam.
Deze stip hier stelt JET voor,
de Joint European Torus.
Het is een grote Europese tokamak-donut.
Ze produceerde in 1997
16 megawatt fusievermogen
voor 17 megawatt warmte-input.
Daar hebben we niet veel aan, zal je zeggen,
maar we komen in de buurt.
Denk eraan dat het
ongeveer 10.000 keer beter is dan toen we begonnen.
De tweede stip hier is de NIF,
de National Ignition Facility.
Het is een grote lasermachine in de VS.
Ze veroorzaakte vorige maand
heel wat ophef
toen ze meer energie produceerde
uit de fusie
dan de energie die ze in de pingpongbal stopte.
Dat is natuurlijk nog niet voldoende
want de laser vroeg daarvoor
meer energie dan dat,
maar het was tamelijk goed.
Dit is ITER,
op zijn Frans uitgesproken: ie-tèr.
Het is een groot samenwerkingsverband tussen verschillende landen.
Ze bouwen een grote magnetische donut
in het zuiden van Frankrijk.
Als deze machine gaat werken,
gaat ze 500 megawatt fusievermogen produceren
met slechts 50 megawatt om ze te starten.
Dit is een echte.
Die gaat werken.
Dit soort machine brengt energie voort.
Als je de grafiek bekijkt,
zie je dat deze twee stippen een beetje naar rechts afwijken.
Ze stroken niet met de verwachte vooruitgang.
De nodige know-how was aanwezig
om fusie-energie te produceren volgens deze verwachting.
Maar door politiek getouwtrek
en wat minder enthousiasme,
week het wat af naar rechts.
ITER had bijvoorbeeld al kunnen klaar zijn
in 2000 of 2005.
Omdat er echter zoveel landen meededen,
ging de politiek stokken in de wielen steken.
Het duurde al 3 jaar
om uit te maken waar ze gebouwd ging worden.
Fusie wordt vaak
veel te duur gevonden.
Het kostte inderdaad
een paar miljard per jaar
om deze vooruitgang te bereiken.
Vergelijk dat eens met wat het kostte
om de wet van Moore te volgen.
Een pak meer.
Het resultaat van de wet van Moore
is dit mobieltje in mijn zak.
Dit mobieltje en het ondersteunend internet
kostte zo'n biljoen dollar
zodat ik nu een selfie kan nemen
en op Facebook gooien.
Als mijn pa dat ziet,
gaat hij erg trots zijn.
We geven ook zo'n 500 miljard euro uit
aan subsidies voor olie, gas
en hernieuwbare energie.
Aan fusie besteden we een half procent daarvan.
Ik denk dus niet dat dat teveel is.
Ik vind het eerder ondermaats,
als je ervan uitgaat dat het al onze energieproblemen
voor de volgende miljarden jaren zou kunnen oplossen.
Ik ben natuurlijk wat bevooroordeeld
omdat ik begon met een fusiemaatschappij
en zelfs geen Facebookaccount heb.
Toen ik er in 1962 mee begon,
wist ik dat ik niet kon optornen tegen de grote jongens.
Die hadden veel meer middelen dan ik.
Ik moest dus zoeken
naar een goedkopere en snellere oplossing.
Nu zijn magnetische en laserfusie
wel goede machines.
Het zijn geweldige technologieën,
prachtig, en ze hebben aangetoond
dat fusie mogelijk is.
Toch denk ik dat ze als energiecentrale tekortschieten.
Ze zijn veel te groot, veel te ingewikkeld,
veel te duur
en ook gaan ze niet goed om
met de fusie-energie.
Bij fusie komt de energie tevoorschijn
onder de vorm van snelle neutronen uit het plasma.
Die raken de wand van de machine
en beschadigen die.
Je moet iij de warmte-energie van die neutronen opvangen,
er stoom mee maken om een turbine te laten draaien.
Daar waren ze bij deze machines
niet zo direct mee bezig.
Ik vond dat het beter kon.
Terug de literatuur in.
Ik ging alles over fusie doornemen.
Een bepaalde manier trok mijn aandacht.
Ze heette 'magnetic target fusion' (magnetisch doelfusie)
of MTF.
Bij MTF
neem je een grote ton
die je vult met een vloeibaar metaal.
Dat laat je ronddraaien
om in het midden een vortex of kolk te vormen,
zoals bij de spoelbak als je de stop eruit trekt.
Aan de buitenkant
zitten een paar zuigers
die het vloeibaar metaal
rond het plasma samendrukken.
Dat wordt heter, zoals bij een laser, en het komt tot fusie.
Het is een tussenvorm tussen gemagnetiseerde fusie en laserfusie.
Beide hebben zo hun voordelen.
Het vloeibaar metaal absorbeert alle neutronen.
Geen neutron raakt de wand
en dus wordt de machine niet beschadigd.
Het metaal wordt heet.
Die warmte gaat naar een warmtewisselaar
om een stoomturbine te laten draaien.
Dit deel van het proces
is heel geschikt.
Uiteindelijk komt alle energie voor de fusie
van een stoommachine
Dat is veel goedkoper dan lasers
of supergeleidende spoelen.
Allemaal goed en wel,
maar het werkte niet.
(Gelach)
Altijd dat addertje onder het gras.
Als je dat samendrukt,
koelt het plasma sneller af
dan de samendruksnelheid.
Je probeerde het samen te drukken,
maar het plasma bleef maar afkoelen
en deed absoluut niets.
Dat vond ik nu erg spijtig,
want het was zo'n schitterend idee.
Ik hoop dat te verbeteren.
Ik dacht er even over na
en vroeg me af hoe we het konden verbeteren.
Ik dacht aan 'impact'.
Wat als we met een grote hamer
de nagel op de kop zouden slaan
in plaats van met de hamer tegen de nagel te drukken
en hem er zo in te duwen?
Het idee bestond erin
'impact' te gaan gebruiken.
We versnellen de zuigers met stoom,
dat duurt even,
maar dan ,'Bang!', raak je de zuiger,
en gaat alle energie, 'Baf!',
ogenblikkelijk naar de vloeistof.
Daardoor wordt het plasma veel sneller samengedrukt.
Ik besloot eraan te beginnen.
We bouwden de machine in deze garage.
We maakten een kleintje
waar we een beetje neutronen
uit konden persen.
Die neutronen zijn mijn marketing-neutronen.
Met die marketing-neutronen
kon ik 50 miljoen dollar bijeenrijven
en 65 mensen aannemen. Dit is mijn team.
Dit is de grote machine die we willen bouwen,
met een doormeter van 3 meter.
Vloeibaar lood draait erin rond
grote vortex in het midden.
Boven- en onderaan plasma,
zuiger slaat tegen zijkant,
'Bang!' en drukt alles samen,
waardoor wat energie vrijkomt.
Het neutron gaat het metaal in.
Dat gaat dan naar de stoommachine en laat de machine draaien.
Een deel van de stoom wordt gebruikt om de zuiger
één keer per seconde aan te drijven.
Dat gaat 100 megawatt elektriciteit produceren.
We maakten ook deze injector.
Die maakt het startplasma aan.
Dat plasma heeft
een zacht temperatuurtje van zo'n 3.000.000 °C.
Spijtig genoeg houdt het dat niet lang genoeg vol
zodat we de levensduur van het plasma nog wat moeten opdrijven.
De laatste maand ging het veel beter.
Ik denk dat we het plasma aan het samendrukken zijn.
We bouwden een kleine bol, ongeveer zo groot,
met 14 zuigers errond
die de vloeistof gaan samendrukken
Het plasma is moeilijk samen te drukken.
Als je dat doet,
gaat het wat vervormen.
Je moet dus de timing van de zuiger
heel goed maken.
Daarvoor benutten we allerlei controlesystemen,
wat in 1970 nog niet kon,
maar nu kunnen we het
met fijne, nieuwe elektronica.
Om te eindigen: veel mensen denken dat fusie
nooit gerealiseerd zal worden,
maar in feite staat het te gebeuren.
We zijn er bijna.
De grote labs lieten zien dat het kan
en nu zijn kleine bedrijven ermee bezig.
Het punt is niet meer dat het niet kan,
het gaat erom het betaalbaar te maken.
General Fusion is een van die bedrijfjes,
en hopelijk zal iemand binnen de kortste keren
de noot kraken.
Misschien zal dat wel General Fusion zijn.
Erg bedankt.
(Applaus)