Meu plano radical para pequenos reatores de fissão nuclear
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0:00 - 0:02Bom, tenho um grande anúncio para fazer hoje,
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0:02 - 0:06e estou muito animado com isso.
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0:06 - 0:08E isso pode ser meio surpreendente para
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0:08 - 0:10muitos dos que conhecem minha pesquisa
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0:10 - 0:12e o que eu fiz bem.
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0:12 - 0:16Eu realmente tentei resolver grandes problemas:
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0:16 - 0:18antiterrorismo, terrorismo nuclear,
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0:18 - 0:22e assistência médica e diagnosticar e tratar câncer,
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0:22 - 0:24mas comecei a pensar sobre esses problemas todos
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0:24 - 0:29e percebi que na verdade o maior problema que enfrentamos,
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0:29 - 0:31a que todos esses outros problemas se resumem,
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0:31 - 0:35é energia, eletricidade, o fluxo de electrons.
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0:35 - 0:38E eu decidi que eu ia me propor a
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0:38 - 0:42tentar resolver esse problema.
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0:42 - 0:45E provavelmente isso não é o que vocês esperam.
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0:45 - 0:47Vocês provavelmente estão esperando que eu venha aqui
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0:47 - 0:49e fale sobre fusão,
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0:49 - 0:50porque isso é o que andei fazendo a maior parte da minha vida.
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0:50 - 0:54Mas na verdade é uma conversa sobre, ok --
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0:54 - 0:56(Risos) —
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0:56 - 0:59mas essa é mesmo uma conversa sobre fissão.
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0:59 - 1:01Se trata de aperfeiçoar algo antigo,
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1:01 - 1:04e trazer algo novo para o século XXI.
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1:04 - 1:08Vamos conversar um pouco sobre como a fissão nuclear funciona.
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1:08 - 1:10Em uma usina nuclear, você tem
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1:10 - 1:13Um grande recipiente com água que está sob alta pressão,
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1:13 - 1:14e você tem uns bastões de combustível,
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1:14 - 1:16e esses bastões de combustível estão revestidos com zircônio,
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1:16 - 1:19e eles são pequenas pelotas de combustível de dióxido de urânio
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1:19 - 1:24e uma reação de fissão é controlada e mantida a um nível adequado,
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1:24 - 1:27e essa reação aquece a água,
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1:27 - 1:30a água se transforma em vapor, o vapor gira a turbina,
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1:30 - 1:31e você produz eletricidade assim.
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1:31 - 1:34Esse é o mesmo jeito que vimos produzindo eletricidade,
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1:34 - 1:38a ideia da turbina a vapor, por 100 anos,
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1:38 - 1:41e nuclear foi mesmo um grande avanço
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1:41 - 1:42na maneira de aquecer a água,
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1:42 - 1:47mas você ainda ferve a água e ela se transforma em vapor e gira a turbina.
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1:47 - 1:51E eu pensei, sabe, será que esse é o melhor jeito de fazer isso?
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1:51 - 1:53Será que a fissão está sendo aproveitada ao máximo,
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1:53 - 1:56ou há ainda algo que se inovar aqui?
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1:56 - 1:59E eu percebi que eu tinha esbarrado em algo
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1:59 - 2:03que eu penso que tem esse enorme potencial para mudar o mundo.
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2:03 - 2:07E é isso do que se trata.
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2:07 - 2:10Este é um pequeno reator modular.
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2:10 - 2:14Portanto não é tão grande quanto o reator que vocês vêem no diagrama aqui.
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2:14 - 2:16Este é de entre 50 e 100 megawatts.
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2:16 - 2:18Mas isso é muita potência.
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2:18 - 2:21Está entre, digamos com um uso médio,
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2:21 - 2:26é talvez o que 25.000 a 100.000 casas poderiam precisar para funcionar.
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2:26 - 2:29E a coisa realmente interessante sobre esses reatores
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2:29 - 2:31é que eles são construídos em uma fábrica.
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2:31 - 2:33Então eles são reatores modulares que são construídos
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2:33 - 2:35essencialmente numa linha de produção,
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2:35 - 2:38e são enviados para qualquer lugar de mundo,
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2:38 - 2:40você os liga, e eles produzem eletricidade.
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2:40 - 2:43Essa parte bem aqui é o reator.
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2:43 - 2:46E ela enterrada sob o chão, o que é muito importante.
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2:46 - 2:48Para alguém que já fez muito trabalho antiterrorismo,
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2:48 - 2:51Não consigo enfatizar para vocês
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2:51 - 2:54como é bom ter algo enterrado sob o chão
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2:54 - 2:58por questões de proliferação e de segurança.
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2:58 - 3:01E dentro deste reator tem sal fundido,
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3:01 - 3:04Então quem for fã de tório,
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3:04 - 3:06ficará muito empolgado com isto,
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3:06 - 3:11pois estes reatores são muito bons
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3:11 - 3:13em reproduzir e queimar o ciclo de combustão do tório,
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3:13 - 3:15urânio-233.
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3:15 - 3:18Mas não estou muito procupado com o combustível.
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3:18 - 3:21Você pode esgotá-los -- eles consomem muito,
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3:21 - 3:24Eles são mesmo como poços de armas fracamente enriquecidas,
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3:24 - 3:27e isso seria urânio extremamente enriquecido e plutônio altamente puro
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3:27 - 3:28que tenham sido fracamente enriquecidos.
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3:28 - 3:32Transformados numa classe onde não são utilizáveis como armas nucleares,
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3:32 - 3:35mas eles adoram essas coisas.
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3:35 - 3:37E nós temos muito disso sem uso,
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3:37 - 3:38porque esse é um grande problema.
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3:38 - 3:40Sabem, na Guerra Fria, nós construimos esse arsenal enorme
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3:40 - 3:43de armas nucleares, e foi muito bom,
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3:43 - 3:45e não precisamos mais delas,
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3:45 - 3:49e o que estamos fazendo com todas as sobras, essencialmente?
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3:49 - 3:51O que estamos fazendo com todos os poços daquelas armas nucleares?
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3:51 - 3:53Bem, estamos protegendo-os, e seria muito bom
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3:53 - 3:55se pudéssemos queimá-los, consumi-los totalmente,
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3:55 - 3:57e esse reator adora essas coisas.
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3:57 - 4:00E é um reator de sal fundido. Tem um núcleo,
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4:00 - 4:03e tem um permutador de energia térmica proveniente do sal aquecido,
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4:03 - 4:08do sal radioativo, para um sal resfriado que não é radioativo.
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4:08 - 4:10Ainda é termicamente quente, mas não é radioativo.
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4:10 - 4:12E então é esse o permutador de calor
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4:12 - 4:15que torna esse design realmente muito interessante,
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4:15 - 4:18e esse é um permutador de calor com um gás.
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4:18 - 4:21Voltando para o que eu estava falando antes sobre toda a energia
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4:21 - 4:24sendo produzida -- bem, que não seja fotovoltaica --
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4:24 - 4:28sendo produzida pela ebulição desse vapor e a rotação da turbina,
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4:28 - 4:30não é exatamente muito eficiente, e de fato,
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4:30 - 4:33numa usina nuclear como essa,
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4:33 - 4:37só é aproximadamente 30 a 35% eficiente.
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4:37 - 4:40É essa a razão da energia térmica que o reator está consumindo
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4:40 - 4:42pela eletricidade que está sendo produzida.
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4:42 - 4:44E a razão que torna a eficiência tão baixa é que esses reatores
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4:44 - 4:46operam a uma temperatura razoavelmente baixa.
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4:46 - 4:48Eles operam em qualquer temperatura entre, sabem,
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4:48 - 4:52talvez 200 a 300 graus Celsius.
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4:52 - 4:56E esses reatores funcionam entre 600 a 700 graus Celsius,
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4:56 - 4:58o que significa que quanto mais alta a temperatura a que você chega,
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4:58 - 5:01a termodinâmica diz que você terá uma eficiência maior.
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5:01 - 5:05E esse reator não usa água. Ele usa gás,
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5:05 - 5:07CO2 supercrítico ou hélio,
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5:07 - 5:09e esse gás vai para a turbina,
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5:09 - 5:11e isso chama ciclo de Brayton.
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5:11 - 5:13Esse é o ciclo termodinâmico que produz eletricidade,
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5:13 - 5:16E isso o deixa quaso 50% eficiente,
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5:16 - 5:18entre 45 e 50% de eficiência.
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5:18 - 5:20E eu estou muito empolgado com isso,
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5:20 - 5:23porque é um núcleo muito compacto.
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5:23 - 5:27Reatores de sal fundido são muito compactos por natureza,
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5:27 - 5:30mas o que também é ótimo é que você consegue muito mais eletricidade
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5:30 - 5:33pela quantidade de urânio sendo fissionado,
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5:33 - 5:35sem falar do fato de que eles queimam completamente.
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5:35 - 5:37Seu grau de queima é muito maior.
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5:37 - 5:39Portanto, para uma dada quantidade de combustível que você coloque no reator,
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5:39 - 5:41uma maior parte dele está sendo usada.
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5:41 - 5:44E o problema com uma usina nuclear tradicional como esta aqui
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5:44 - 5:49é, você tem esses bastões que são revestidos em zircônio,
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5:49 - 5:51e dentro deles estão pelotas de combustível de dióxido de urânio.
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5:51 - 5:53Bem, dióxido de urânio é uma cerâmica,
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5:53 - 5:56e cerâmicas não gostam de liberar o que elas têm por dentro.
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5:56 - 5:59Então você tem o chamado poço de xenônio,
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5:59 - 6:01e alguns desse produtos da fissão adoram nêutrons.
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6:01 - 6:02Eles adoram os nêutrons que estão passando
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6:02 - 6:04e ajudando essa reação a acontecer.
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6:04 - 6:07e eles os consomem, o que significa, combinado com
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6:07 - 6:10o fato de que o revestimento não dura muito,
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6:10 - 6:11você só pode usar um desses reatores
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6:11 - 6:16por aproximadamente, digamos, 18 meses sem reabastecê-lo.
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6:16 - 6:21E estes reatores funcionam por 30 anos sem reabastecimento,
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6:21 - 6:23o que é, na minha opinião, muito incrível,
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6:23 - 6:25porque significa que é um sistema selado.
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6:25 - 6:28Sem reabastecimento significa que você pode selá-lo
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6:28 - 6:31e eles não serão um risco de proliferação,
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6:31 - 6:33e eles não terão
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6:33 - 6:36nem material nuclear nem material radiológico
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6:36 - 6:38emitidos do seu núcleo.
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6:38 - 6:41Mas voltemos à segurança, porque todo mundo
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6:41 - 6:45depois de Fukushima teve que reavaliar a segurança da energia nuclear,
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6:45 - 6:47e uma das coisas quando me propus a projetar um reator de energia
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6:47 - 6:51foi que ele tinha que ser passivamente e intrinsicamente seguro,
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6:51 - 6:54e estou muito empolgado com este reator
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6:54 - 6:56por essencialmente duas razões.
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6:56 - 6:59Uma, ele não opera em alta pressão.
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6:59 - 7:02E reatores tradicionais como reatores de água pressurizada
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7:02 - 7:04ou reatores de água fervente, usam água muito, muito quente
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7:04 - 7:08a pressões muito altas, e isso significa, essencialmente,
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7:08 - 7:11no caso de um acidente, se você tiver qualquer rachadura que seja
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7:11 - 7:14nesse reservatório pressurizado de aço inoxidável,
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7:14 - 7:16o refrigerante vazaria do núcleo.
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7:16 - 7:19Esse reatores operam essencialmente à pressão atmosférica,
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7:19 - 7:23portante não há qualquer tendência dos produtos da fissão
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7:23 - 7:26de sair do reator no caso de um acidente.
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7:26 - 7:28Além disso, eles operam em altas temperaturas,
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7:28 - 7:31e o combustível é fundido, portanto ele não pode derreter,
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7:31 - 7:35mas no caso do reator ultrapassar os limites de tolerância,
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7:35 - 7:38ou de você perder energia de fora do local no caso
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7:38 - 7:41de algo como Fukushima, há um tanque de depósito.
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7:41 - 7:45Porque o seu combustível é líquido e está misturado com seu refrigerante,
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7:45 - 7:48você pode simplesmente drenar o núcleo
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7:48 - 7:50no que chamamos de configuração subcrítica,
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7:50 - 7:52basicamente um tanque embaixo do reator
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7:52 - 7:54que tem alguns absorvedores de nêutrons.
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7:54 - 7:58E isso é muito importante, porque a reação pára.
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7:58 - 8:00Neste tipo de reator não dá para fazer isso.
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8:00 - 8:04O combustível, como eu disse, é cerâmica dentro de bastões de combustível de zircônio,
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8:04 - 8:07e no caso de um acidente em um reator desse tipo,
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8:07 - 8:09Fukushima e Three Mile Island --
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8:09 - 8:12analisando a Three Mile Island, nós realmente não vimos isso por um momento --
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8:12 - 8:15mas esses revestimentos de zircônio nesses bastões de combustível,
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8:15 - 8:18o que acontece é que, quando eles vêem água em alta pessão,
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8:18 - 8:21vapor, em um ambiente oxidante,
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8:21 - 8:23eles produzirão realmente hidrogênio,
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8:23 - 8:26e esse hidrogênio tem a capacidade explosiva
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8:26 - 8:28de liberar produtos de fissão.
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8:28 - 8:30O núcleo do reator, já que não está sob pressão
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8:30 - 8:32e não tem essa reatividade química,
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8:32 - 8:36significa que não há qualquer tendência para os produtos da fissão
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8:36 - 8:37saírem do reator.
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8:37 - 8:40Então mesmo no caso de um acidente,
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8:40 - 8:43É, o reator pode ficar tostado, o que é, sabem,
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8:43 - 8:45azar da empresa de energia,
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8:45 - 8:47mas não vamos contaminar grandes quantidades de terra.
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8:47 - 8:51Bem, eu realmente acho que em, digamos,
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8:51 - 8:5320 anos vamos demorar para pegar a fusão
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8:53 - 8:56e fazer dela uma realidade,
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8:56 - 8:58essa poderia ser a fonte de energia
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8:58 - 9:01que fornece eletricidade livre de carbono.
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9:01 - 9:03Eletricidade livre de carbono.
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9:03 - 9:06E é uma tecnologia incrível porque
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9:06 - 9:09não só combate as mudanças climáticas,
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9:09 - 9:10mas é uma inovação.
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9:10 - 9:13é uma maneira de trazer energia para o mundo em desenvolvimento,
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9:13 - 9:16porque é produzida numa fábrica e é barata.
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9:16 - 9:18Você pode colocá-los em qualquer lugar no mundo que queira.
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9:18 - 9:21E talvez algo mais.
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9:21 - 9:24Quando criança, eu era obcecado com o espaço.
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9:24 - 9:26Bem, eu era obcecado com ciência nuclear também, até um ponto,
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9:26 - 9:29mas antes disso eu era obcecado com o espaço,
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9:29 - 9:31e eu era muito animado para, sabem,
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9:31 - 9:33ser um astronauta e projetar foguetes,
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9:33 - 9:35que era algo que sempre foi empolgante para mim.
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9:35 - 9:38Mas acho que eu vou ter a chance de voltar a isso,
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9:38 - 9:41porque imaginem ter um reator compacto em um foguete
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9:41 - 9:44que produz de 50 a 100 megawatts.
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9:44 - 9:47Esse é o sonho do projetista do foguete.
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9:47 - 9:51Esse é o sonho de alguém que esteja projetando uma habitação em outro planeta.
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9:51 - 9:53Não somente você tem de 50 a 100 megawatts
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9:53 - 9:58para abastecer o que quer que você queira para proporcionar propulsão para te levar lá,
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9:58 - 9:59mas você tem energia uma vez que chegue lá.
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9:59 - 10:03Sabem, projetistas de foguete que usam paineis solares
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10:03 - 10:05ou células de combustível, quero dizer, alguns watts ou quilowatts --
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10:05 - 10:07uau, é muita energia.
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10:07 - 10:10Quero dizer, agora estamos falando de 100 megawatts.
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10:10 - 10:11É muita energia.
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10:11 - 10:13Isso poderia abastecer uma comunidade marciana.
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10:13 - 10:15Podeira abastecer um foguete lá.
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10:15 - 10:17Então eu espero que
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10:17 - 10:19talvez eu tenha a oportunidade de explorar
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10:19 - 10:24minha paixão por foguetes ao mesmo tempo que exploro minha paixão nuclear.
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10:24 - 10:27E as pessoas dizem, "Oh, bem, você lançou essa coisa,
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10:27 - 10:30e é radioativo, no espaço, e os acidentes?"
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10:30 - 10:33Mas nós lançamos baterias de plutônio toda hora.
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10:33 - 10:35Todo mundo estava muito empolgado com a Curiosity,
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10:35 - 10:37e ela tinha essa grande bateria de plutônio a bordo
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10:37 - 10:40que tem plutônio-238,
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10:40 - 10:42que na verdade tem uma atividade específica mais alta
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10:42 - 10:46que o combustível de urânio fracamente enriquecido desses reatores de sal fundido,
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10:46 - 10:49o que significa que os efeitos seriam pouco importantes,
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10:49 - 10:51porque você os lança frios,
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10:51 - 10:54e quando ele chega no espaço é onde você realmente os ativa.
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10:54 - 10:56Então estou muito empolgado.
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10:56 - 10:58Acho que eu projetei esse reator aqui
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10:58 - 11:02que pode ser uma fonte inovadora de energia,
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11:02 - 11:06fornecer energia para todos os tipos de aplicações científicas puras,
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11:06 - 11:08e estou realmente preparado para fazer isso.
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11:08 - 11:11Eu terminei o colegial em maio e --
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11:11 - 11:15(Risos) (Aplausos) —
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11:15 - 11:17eu terminei o colegial em maio,
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11:17 - 11:20e decidi que ia abrir uma empresa
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11:20 - 11:22para comercializar essas tecnologias que eu desenvolvi,
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11:22 - 11:25esses detectores revolucionários para escanear contêiners de carga
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11:25 - 11:28e esses sistemas para produzir isótopos médicos,
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11:28 - 11:31mas eu quero fazer isso, e aos poucos eu vim construindo
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11:31 - 11:33uma equipe com algumas das pessoas mais incríveis
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11:33 - 11:35com quem eu já tive a chance de trabalhar,
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11:35 - 11:38e estou realmente preparado para tornar isso uma realidade.
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11:38 - 11:41E eu acho, eu acho, que olhando para a tecnologia,
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11:41 - 11:47isso vai ser mais barato ou vai custar o mesmo que gás natural,
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11:47 - 11:48e você não precisa reabastecer por 30 anos,
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11:48 - 11:51o que é uma vantagem para o mundo em desenvolvimento.
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11:51 - 11:54E eu só vou dizer mais uma coisa talvez filosófica
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11:54 - 11:56para terminar, o que é estranho para um cientista.
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11:56 - 11:59Mas eu acho que há algo realmente poético
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11:59 - 12:03em usar energia nuclear para nos enviar para as estrelas,
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12:03 - 12:05porque as estrelas são gigantes reatores de fusão.
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12:05 - 12:08Elas são gigantes caldeirões nucleares no céu.
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12:08 - 12:11A energia que eu sou capaz de falar para vocês hoje,
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12:11 - 12:13enquanto foi convertida em energia química na minha comida,
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12:13 - 12:16originalmente veio de uma reação nuclear,
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12:16 - 12:19e por isso há algo poético, na minha opinião,
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12:19 - 12:22sobre o aperfeiçoamento da fissão nuclear
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12:22 - 12:26e usá-la como uma futura fonte de energia inovadora.
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12:26 - 12:28Obrigado, pessoal.
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12:28 - 12:33(Aplausos)
- Title:
- Meu plano radical para pequenos reatores de fissão nuclear
- Speaker:
- Taylor Wilson
- Description:
-
Taylor Wilson tinha 14 anos quando construiu um reator nuclear na garagem de seus pais. Agora com 19, ele volta ao palco do TED para apresentar uma nova abordagem para um tema antigo: fissão. Wilson, que ganhou suporte para criar uma empresa para tornar real a sua visão, explica porque ele está tão empolgado com seu projeto inovador para pequenos reatores de fissão modulares -- e porque isso poderia ser o próximo grande passo para uma solução da crise global de energia.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:53
Krystian Aparta approved Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Krystian Aparta edited Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Krystian Aparta edited Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Krystian Aparta commented on Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Krystian Aparta edited Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Tania Piorino accepted Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Gustavo Rocha edited Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors | ||
Gustavo Rocha edited Portuguese, Brazilian subtitles for My radical plan for small nuclear fission reactors |
Krystian Aparta
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