خطتي الجذرية لمفاعلات انشطار نووي صغيرة

تايلور ويلسون كان في ال 14 عندما قام ببناء مفاعل نووي في كاراج منزل والديه. الان في عمر ال 19 يعود الى مسرح TED تيد ليعرض طريقة جديدة في موضوع قديم: الانشطار. ويلسون الذي قام بإنشاء شركة لتحقيق رؤيته يوضح لماذا هو متحمس لتصميمه المبتكر لموديول مفاعلات الانشطار النووي الصغير... و لماذا يمكن ان تكون الخطوة الكبيرة القادمة في حل مشكلة الطاقة العالمية

حسناً، لدي خبر مهم أعلنه لكم اليوم.

وأنا لذلك سعيد جداً.

وقد يكون هذا نوعاً ما مفاجئاً

للعديد منكم الذين يعرفون جيداً طبيعة بحثي

وما قد أنجزته.

حاولت حقاً حل بعض المشاكل الكبيرة:

مكافحة الإرهاب، والإرهاب النووي،

والرعاية الصحية، وتشخيص ومعالجة السرطان،

ولكنني بدأت أفكر بكل هذه المشاكل،

وأدركت أن أكبر مشكلة تواجهنا حقاً

والتي تقل أهمية المشاكل الأخرى أمامها

هي الطاقة، الكهرباء، تدفق الالكترونات.

وقررت أنني سأبدأ

بمحاولة حل هذه المشكلة.

وربما لا يكون هذا ما تتوقعون.

ربما تتوقعون مني أن اصعد إلى هنا

وأتحدث عن الاندماج النووي،

لأن ذلك ما فعلته طوال معظم حياتي.

ولكن في الحقيقة هذا حديث عن، حسناً--

(ضحك) --

ولكن في الحقيقة هذا حديث عن الاندماج النووي.

إنه عن صقل شيء قديم،

وإحضار شيء قديم إلى القرن الواحد العشرين.

دعونا نتحدث قليلاً عن كيف يعمل الاندماج النووي.

في محطة الطاقة النووية، يكون لديك

وعاء كبير من الماء تحت ضغط عالي،

ويكون لديك بعض قضبان الوقود،

وقضبان الوقود هذه مغطاة بالزركونيوم،

وهي كريات صغيرة من وقود ثاني أكسيد اليورانيوم،

ويُسيطر على التفاعل الانشطاري ويُحافظ عليه عند مستوى مناسب،

وذلك التفاعل يُسخن الماء،

والماء يتحول إلى بخار، والبخار يحرك محرك التوربين،

وتنتج الكهرباء منه.

هذه هي نفس الطريقة التي ننتج بها الكهرباء،

فكرة بخار التوربين ولمدة 100 عام

وكانت الطاقة النووية تطور كبير فعلاً

كطريقة لتسخين الماء

ولكنك ماتزال تحتاج إلى تسخين الماء الذي يتحول إلى بخار والبخار يحرك التوربين.

وفكرت هل هذه أفضل طريقة لعمل ذلك؟

هل تقنية الانشطار النووي استنفدت بشكل ما

أم أن هناك شيء لم يُطور؟

وأدركت أنني اكتشفت أمراً ما

والذي يمتلك امكانية كبيرة لتغيير العالم.

وهذا هو ما هو عليه.

هذا مفاعل صغير يحتوي على وحدات.

ولذا هو ليس كبيراً كالمفاعل الذي ترونه في الرسم البياني هنا.

هذا بين 50 و 100 ميغاواط.

ولكن ذلك طن من القوة.

وذلك مع الاستخدام المتوسط

يمكن ان يدير من 25,000 إلى 100,000 منزل .

الآن الشيء المثير للاهتمام حقاً بخصوص هذه المفاعلات

هو أنها بُنيت في مصنع.

إذن هذه مفاعلات ذات وحدات مبنية

بشكل أساسي على خط تجميع،

وتشحن إلى أي مكان في العالم،

تجمعهم فينتجون كهرباء.

هذا القسم هنا هو المفاعل.

وهذا يدفن تحت الأرض، وذلك أمرٌ مهم فعلاً.

بالنسبة إلى شخص قام بالكثير من العمل في مجال مكافحة الارهاب،

لا يكنني أن أطري لكم

كم هو رائع دفن شيئاً ما تحت الأرض

من أجل الأسلحة النووية والمخاوف الأمنية.

و في داخل هذا المفاعل يوجد ملح منصهر

اي شخص مهتم بالثوريوم

سوف يتحمس كثيراً للموضوع

لأن هذه المفاعلات تصبح جيدة حقاً

باستنسال و احراق دورة وقود الثوريوم

يورانيوم - 233

لكنني لست متحفظ حقا" حول الوقود

يمكنك التخلص من الوقود بالتشغيل، لدى المفاعلات نهم كبير للوقود

انها حقاً مثل الأسلحة الممزوجة في حفر

انه يورانيوم عالي التخصيب و بلوتونيوم من درجة صنع السلاح

تم مزجه بالأسفل

انه مصنوع في درجة لايمكن فيها استخدامه في سلاح نووي

بل أنهم يحبون هذه الأشياء.

ولدينا الكثير من ذلك يجلس حولها،

لأن هذه مشكلة كبيرة.

تعلمون، في الحرب الباردة، بنينا هذه الترسانة الضخمة

من الأسلحة النووية، كان ذلك عظيماً،

ونحن لا حاجة لنا إليها بعد الآن،

وماذا نحن فاعلون بجميع النفايات، أساسا؟

ماذا نفعل مع جميع الحفر لتلك الأسلحة النووية؟

حسنا، نقوم بتأمينها، وسيكون أمرا رائعا

لو كنا نستطيع احراقها, استهلاكها

وهذا المفاعل يحب هذه الأشياء.

لذا هو مفاعل ملح المنصهر. لديه نواة،

و لديه مبدل سخونة من الملح الساخن

الملح المشع، إلى ملح بارد غير مشعة.

لا يزال ساخن حرارياً ولكن ليس مشع.

ثم أن ذلك مبدل حراري

لما يجعل هذا التصميم حقاً، حقاً مثير للاهتمام،

وهذا مبدل حراري الى غاز.

اذاً، بالرجوع لما كنت أقوله من قبل حول كامل الطاقة

التي يتم انتاجها، حسناً ، بخلاف الطاقة الكهروضوئية

الذي يجري انتاجه بغلي البخار و تدوير العنفة

وهذا في الواقع غير فعال، و بالواقع

في محطة للطاقة النووية مثل هذه،

هو فقط فعال من 30 الى 35 بالمئة تقريباً

وهذا هو مقدار الطاقة الحرارية التي يقوم المفاعل باخمادها

إلى مقدار الكهرباء المنتجة.

والكفاءات متدنية جداً والسبب هو هذه المفاعلات

وتعمل في درجات حرارة منخفضة جداً.

أنها تعمل مابين، كما تعلمون،

ربما من 200 إلى 300 درجة مئوية.

و تعمل هذه المفاعلات عند درجة 600 إلى 700 درجة مئوية،

مما يعني أن أعلى درجة الحرارة تصلها

الديناميكية الحرارية تخبرك بأنه سيكون لديك فعالية أعلى

وهذا المفاعل لا يستخدم المياه. بل يستخدم الغاز،

لذا فوق العتبة الحرجة ل CO2 أو حتى الهيليوم،

يذهب ذلك إلى عنفه،

وهذا ما يسمى دورة برايتون.

وهذه الدورة الحرارية التي تنتج الكهرباء،

وهذا ما يجعل ذلك 50% فعال تقريبا ،

ما بين 45 و 50 في المئة فعالية.

وأنا متحمس جداً حول هذا الموضوع،

لأنه لب مدمج جداً

مفاعلات الملح المنصهر مدمجة للغاية في طبيعتها،

ولكن ما هو أيضا عظيم أن تحصل على الكثير من الكهرباء

قدر الكمية المنشطرة من اليورانيوم

ناهيك عن حقيقة أن هذا يتم احراقه

ان احتراقه هو أعلى بكثير

حيث أنه بكمية معينة من الوقود المستخدم في المفاعل

الكثير منه يتم استخدامه

والمشكلة مع محطة تقليدية للطاقة النووية مثل هذه

هي أنه لديك تلك القضبان مكسوة بالزركونيوم

وداخلها يوجد كريات وقود ثاني أكسيد اليورانيوم.

حسنا، ثاني أكسيد اليورانيوم هو سيراميك،

و السيراميك لا يسمح بتحرير ما بداخله

اذاً لديك ما يسمى بحفرة زينون،

وحتى أن بعض نواتج الأنشطار تميل النيوترونات.

انها تحب النيوترونات الجارية

ويساعد هذا التفاعل على الحدوث.

يستهلكونها كلها، مما يعني، أنه جنباً مع

حقيقة أن الكسوة لا تدوم لفترة طويلة جداً،

يمكنك فقط تشغيل واحد من هذه المفاعلات

لأقول تقريبا، 18 شهرا دون إعادة التزود بالوقود .

اذاً، يتم تشغيل هذه المفاعلات لمدة 30 عاماً دون إعادة التزود بالوقود،

وهو، في رأيي، مذهلة جداً،

لأنه يعني أنه نظام مغلق.

عدم التزويد بالوقود يعني أنه بامكانك ختمهم

وأنهم لن يشكلو خطر للانتشار،

وأنها لن يكون لها

اياً من المواد النووية أو المواد الإشعاعية

انتشرت من داخلهم.

ولكن دعونا نذهب مرة أخرى إلى الأمان، لأن الجميع

بعد فوكوشيما اعادوا تقييم السلامة النووية

ومن بين الأمور التي عندما كنت أقوم بتصميم مفاعل الطاقة

كان أنه لابد أن تكون آمنة بشكل أساسي

وأنا متحمس فعلا لهذا المفاعل

لسببين أساسيين

واحد، أنه لا يعمل بضغط عالي

حيث أن المفاعلات التقليدية كمفاعل الماء المضغوط

أو مفاعل الماء المغلي، هي ماء عالي السخونة

في ضغوط عالية جداً، وهذا يعني، أساسا،

في حالة وقوع حادث، إذا كان لديك أي نوع خرق

بوعاء الضغط الفولاذي المقاوم للصدأ

فان المبرد سيترك اللب

هذه المفاعلات تعمل عند الضغط الجوي أساسا،

حيث لا يكون هناك أي ميل لنواتج الأنشطار

لترك المفاعل في حالة وقوع حادث.

أيضا، أنها تعمل في درجات حرارة عالية،

والوقود منصهر، حيث أنها لا يمكن أن تذوب إلى أسفل،

ولكن في حالة ما إذا تم تحميل المفاعل اكثر من طاقته

أو فقدت الطاقة خارج الموقع في حال

وقع شيء كفوكوشيما، يوجد خزان تفريغ

نظراً لأن الوقود الخاص بك سائل، يقترن بسائل التبريد الخاص بك،

يمكنك فعلا استنزاف الداخل

إلى ما يسمى إعداد عتبة ما دون الحرجة،

أساسا الخزان الذي أسفل المفاعل

يحتوي على بعض ممتصي النيوترونات.

وهذا المهم حقاً، لأن التفاعل يتوقف.

في مفاعل كهذا، لا يمكنك فعل ذلك.

الوقود، كما قلت، هو سيراميك داخل قضبان وقود الزركونيوم،

وفي حالة وقوع حادث في أحد أنواع المفاعلات كهذه ،

فوكوشيما وثري مايل آيلند-

إذا نظرنا إلى الوراء في ثري مايل آيلند، لم نرى هذا حقاً لفترة من الوقت –

ولكن اكساء الزركونيوم على قضبان الوقود هذه ،

ما يحدث، عندما يرون ارتفاع ضغط المياه،

بخار، في بيئة مؤكسدة،

هي في الواقع تنتج الهيدروجين،

وأن هذا الهيدروجين لديه قدرة تفجيرية

للإفراج عن منتجات الأنشطار.

فجوهر هذا المفاعل، منذ أنه ليس تحت ضغط

وأنه لا يملك هذا التفاعل الكيميائي،

يعني أنه لا يوجد أي ميل لنواتج الأنشطار

لترك هذا المفاعل.

بل وحتى في حالة وقوع حادث،

نعم، قد يكون المفاعل تعطل، و، كما تعلمون،

عذراً لشركة الكهرباء،

ولكننا لن نلوث كميات كبيرة من الأراضي.

لذلك أعتقد حقاً أن في، فلنقل،

سوف تأخذنا 20 عاماً للحصول على الانصهار

و جعل الانصهار حقيقة

يمكن أن يكون هذا مصدرا للطاقة

هذا يوفر كهرباء خالية من الكربون.

الكهرباء خالية من الكربون.

انها تقنية مذهلة لأن

ليس فقط لمكافحة تغير المناخ،

ولكنها ابتكار.

أنها طريقة لإيصال الطاقة إلى العالم النامي،

نظراً لأنها تنتج في مصنع وأنها رخيصة.

يمكنك وضعها في أي مكان تريده في العالم .

وربما شيء آخر.

عندما كنت طفلاً كان لدي هاجس بالفضاء .

حسنا، كان لدي هاجس بالعلوم النووية أيضا، إلى حد ما،

ولكن قبل ذلك كان لدي هاجس بالفضاء،

و كنت متحمساً حقاً ب ...

أن أكون رائد فضاء و أن أصمم الصواريخ

وهو الأمر الذي كان دائماً مثيراً بالنسبة لي.

ولكن أعتقد أنه يجب أن أعود إلى هذا،

لأنه تخيل وجود مفاعل مدمج في صاروخ

حيث ينتج من 50 إلى 100 ميغاوات.

وهذا هو حلم مصمم الصاروخ .

هذا شخص يقوم بتصميم موطن على حلم كوكب آخر

ليس فقط لديك 50 إلى 100 ميغاوات

لتزود بالطاقة لما تريد أن يقوم بالدفع ليوصلك الى هناك

ولكن لديك الطاقة بمجرد الوصول إلى هناك.

تعلمون، مصممي الصاروخ الذي يستخدمون الألواح الشمسية

أو خلايا الوقود، أعني القليل من واط أو كيلوواط-

نجاح باهر، هذا يشكل الكثير من الطاقة.

أعني، الآن نحن نتحدث حوالي 100 ميغاوات.

وهذا طن من الطاقة.

يمكن لذلك تزويد المجتمع المريخي بالطاقة

ويمكنه أن يزود صاروخ بالطاقة هناك.

ولذا فإنني أمل أن

ربما سآخذ فرصة لنوع من استكشاف

شغفي الصاروخي في نفس الوقت الذي أقوم فيه باستكشاف شغفي النووي.

والناس يقولون، "أوه، حسنا، لقد أطلقت هذا الشيء،

وهو مشع، في الفضاء، وماذا حول الحوادث "؟

ولكن نطلق بطاريات البلوتونيوم طوال الوقت.

الجميع كان متحمس حقا" للفضول،

وأن كانت هذه بطارية كبيرة من البلوتونيوم على متنه

يحتوي على البلوتونيوم-238،

التي بالواقع لها نشاط محدد أعلى

من وقود اليورانيوم المنخفض التخصيب لمفاعلات الملح المنصهر هذه،

مما يعني أن الآثار ستكون ضئيلة،

لأنك أطلقته بارد،

وعندما يصل الى الفضاء, بالواقع هو المكان الذي تقوم بتنشيط هذا المفاعل .

أنا متحمس حقاً.

وأعتقد أنني قمت بتصميم هذا المفاعل هنا

يمكن أن يكون مصدر مبتكر للطاقة،

توفير الطاقة لجميع أنواع التطبيقات العلمية الأنيقة،

وأنا على استعداد حقاً للقيام بذلك.

تخرجت في المدرسة الثانوية في أيار/مايو، و--

(ضحك) (تصفيق) –

تخرجت في المدرسة الثانوية في أيار/مايو،

وقد قررت أن أقوم بإنشاء شركة

لتسويق هذه التكنولوجيات التي طورتها،

هذه كاشفات ثورية لتفحص حاويات الشحن

وهذه النظم لإنتاج النظائر الطبية،

ولكن أريد أن أفعل هذا، ولقد قمت بالتطور ببطء

فريق من بعض الناس المذهلين جدا"

كانت لي الفرصة أكثر من أي وقت مضى للعمل معهم

وأنا على استعداد حقاً لجعل هذا حقيقة واقعة.

وأعتقد، أعتقد أن النظر الى التكنولوجيا،

هذا سوف يكون أرخص أو نفس سعرالغاز الطبيعي ،

و لا تحتاج لاعادة التزود بالوقود لمدة 30 عاماً

وهو منفعة للعالم النامي.

و سوف أقول شئ آخر ربما فلسفي أكثر

لانهي به، وهو غريب للعالم.

ولكن أعتقد أن هناك حقاً شيئا شعري

حول استخدام الطاقة النووية لدفعنا إلى النجوم،

لأن النجوم هي مفاعلات انشطارية عملاقة.

أنها مراجل نووية عملاقة في السماء.

الطاقة التي باستطاعتي أن أتحدث إليكم اليوم عنها،

وفي حين أنه تم تحويلها إلى طاقة كيميائية في طعامي،

جاءت أصلاً من تفاعل نووي،

حيث يوجد شي شعري حول..في رأيي

إتقان الأنشطار النووي

واستخدامه كمصدر مستقبلي للطاقة الابتكارية.

لذا شكرا يا رفاق.

(تصفيق)