O meu plano radical para pequenos reatores de fissão nuclear

Taylor Wilson tinha 14 anos quando construiu um reator de fusão nuclear na garagem dos pais. Agora com 19 anos, regressa ao palco TED para apresentar um novo rumo num antigo assunto: fissão. Wilson, que ganhou apoio para criar uma empresa para realizar a sua visão, explica porque está tão entusiasmado sobre o projeto inovador para pequenos reatores modulares de fissão — e porque este pode ser o próximo grande passo para resolver a crise energética global.

Tenho um grande anúncio a fazer hoje

e isso deixa-me entusiasmado.

Isto pode ser uma surpresa

para muitos que conhecem a minha pesquisa

e aquilo que já fiz, e bem.

Já tentei resolver
alguns grandes problemas:

contraterrorismo, terrorismo nuclear,

cuidados de saúde, diagnóstico
e tratamento do cancro,

mas quando comecei a pensar
nestes problemas todos,

percebi que o maior problema
que enfrentamos,

aquele a que se resumem
todos os outros problemas,

é a energia, a eletricidade,
a corrente de eletrões.

E decidi que iria começar

a tentar resolver este problema.

Provavelmente não estavam à espera disto.

Provavelmente esperavam
que viesse aqui falar sobre fusão,

porque é aquilo que fiz
quase toda a minha vida.

Mas esta será uma conversa sobre...

(Risos)

... mas isto será uma conversa
sobre fissão.

É sobre aperfeiçoar uma coisa antiga,

e trazer uma coisa antiga
para o século XXI.

Conversemos um pouco sobre
como funciona a fissão nuclear.

Numa central nuclear,

temos um grande recipiente de água
a altas pressões

e alguns bastões de combustível.

Estes bastões estão encerrados
em zircónio.

São pequenas pastilhas
de dióxido de urânio.

Uma reação de fissão é controlada
e mantida a um nível adequado

e essa reação aquece a água.

A água evapora-se, o vapor roda a turbina,

e assim se produz a eletricidade.

É o mesmo método com que
temos produzido eletricidade,

a ideia da turbina de vapor,
desde há 100 anos.

A energia nuclear
foi um avanço mesmo grande,

no modo de aquecer água,

mas ainda se ferve a água,
ela evapora-se e faz rodar a turbina.

Então pensei: "Será esta
a melhor forma de fazê-lo?

"Estará a fissão ultrapassada,

"ou ainda haverá espaço para inovar aqui?"

Percebi que tinha atingido uma coisa

que penso ter um enorme potencial para
mudar o mundo.

E é isto.

Este é um pequeno reator modular.

Não é tão grande como o reator
que se vê neste diagrama.

Este tem entre 50 e 100 megawatts.

Mas isso é imensa energia.

Com um consumo médio,

talvez 25 000 a 100 000 casas
possam funcionar a partir disto.

O que é mesmo interessante nestes reatores

é serem feitos numa fábrica.

São reatores modulares que são feitos
essencialmente numa linha de montagem,

e são transportados
para qualquer parte do mundo,

são instalados
e eles produzem eletricidade.

Esta região aqui é o reator.

Isto está enterrado no solo,
o que é muito importante.

Para alguém que fez tanto
trabalho de contraterrorismo,

não consigo exaltar suficientemente

como é bom ter isto enterrado
debaixo do solo

por questões de proliferação e segurança.

Dentro deste reator está um sal fundido,

pelo que qualquer adepto do tório,

vai ficar mesmo entusiasmado com isto,

porque estes reatores são mesmo bons

a criar e queimar o urânio-233.

no ciclo combustível do tório.

Mas eu não estou preocupado
com o combustível.

Estes podem funcionar — e são esfomeados,

são como núcleos de armas empobrecidas,

como o urânio altamente enriquecido
e o plutónio das armas,

depois de empobrecidos.

São transformados a um nível em que
não podem ser usados para armas nucleares,

mas eles adoram isso.

E temos montes disto armazenado,

porque é um grande problema.

Como sabem, na Guerra Fria,

construímos um enorme arsenal
de armas nucleares.

Isso foi fantástico,
mas já não precisamos delas.

O que fazemos com todo o desperdício?

O que fazemos com as ogivas
dessas armas nucleares?

Protegemo-las, e seria fantástico
se pudéssemos queimá-las, consumi-las,

e este reator adora isto.

É um reator de sal fundido.

Tem um núcleo, e tem
um permutador de calor

do sal quente, o sal radioativo,
para um sal frio que não é radioativo.

Continua termicamente quente,
mas não é radioativo.

Portanto, isto é um permutador de calor

para aquilo que torna este projeto
mesmo interessante,

ou seja, um permutador
de calor para um gás.

Voltando ao que estava a dizer
sobre toda aquela energia

— bem, para além da fotovoltaica —

produzida pelo vapor da água a ferver
e o rodar da turbina,

isso não é tão eficiente.

numa central nuclear como esta,

é apenas cerca de 30 a 35% eficiente.

É quanta energia térmica
o reator está a debitar

relativamente à eletricidade que produz.

A razão para a baixa eficiência

é que estes reatores funcionam
a baixas temperaturas.

Funcionam em todo o lado,

talvez a 200 ou 300 graus Celsius.

E estes reatores funcionam a
600 ou 700 graus Celsius,

o que significa que, quanto maior
for a temperatura atingida

— a termodinâmica o diz —
maior é a eficiência.

Este reator não usa água.

Usa gás, como o supercrítico CO2
ou hélio,

e isso vai para uma turbina,

no chamado ciclo de Brayton,

que é o ciclo termodinâmico
que produz eletricidade,

Isso aumenta a eficiência
do processo quase para 50%,

entre 45 a 50% eficiente.

Estou mesmo entusiasmado com isto,

porque é um núcleo muito compacto.

Os reatores de sal fundido
são muito compactos, por natureza,

mas o que também é ótimo
é que se obtém muito mais eletricidade

em relação à quantidade de urânio
que sofre fissão.

Além de que estes reatores se consomem.

A sua combustão é mais alta.

Por cada quantidade de combustível
colocada no reator,

estamos a usar muito mais.

O problema com as centrais nucleares
tradicionais como esta

é que elas têm estes bastões
revestidos a zircónio

e dentro deles estão pastilhas
de dióxido de urânio.

Ora, o dióxido de urânio é cerâmico,

e a cerâmica não gosta
de libertar o seu conteúdo.

Temos assim as chamadas ogivas de xénon,

e há produtos das fissões
que adoram neutrões.

Eles adoram os neutrões
que vagueiam e ajudam a provocar a reação.

E consomem-nos, o que significa que,

como o revestimento não é duradouro,

apenas se pode funcionar
com estes reatores

durante 18 meses sem reabastecimento.

Mas estes reatores funcionam
durante 30 anos sem reabastecer

o que, na minha opinião,
é mesmo espantoso,

porque significa que é um sistema selado.

Não reabastecer significa
que podemos selá-los

e não constituem um risco de proliferação,

e não terão material nuclear
nem material radiológico

a proliferar a partir dos seus núcleos.

Mas voltemos à segurança,
porque, depois de Fukushima,

toda a gente teve de reavaliar
a segurança do nuclear.

Quando comecei a
projetar um reator de energia,

uma das coisas que estabeleci

era que tinha de ser seguro,
passiva e intrinsecamente.

Eu estou entusiasmado com este reator

essencialmente por duas razões.

Primeiro, não funciona a altas pressões.

Habitualmente os reatores,
como o reator a água pressurizada

ou o reator a água fervente,
têm água muito, muito quente

a muito altas pressões.

Isso significa
a possibilidade de um acidente.

Se houvesse uma fenda
neste tubo de aço inox pressurizado,

o refrigerante sairia do núcleo.

Estes reatores funcionam
à pressão atmosférica

pelo que não há tendência
para os produtos da fissão

saírem do reator
na eventualidade de um acidente.

Além disso, funcionam
a altas temperaturas.

O combustível está fundido,
pelo que não podem derreter

mas, na eventualidade de o reator
alguma vez ultrapassar as tolerâncias,

ou de se perder a energia,
como no caso de Fukushima,

existe um tanque de despejo.

Porque como o combustível é líquido
e está combinado com o refrigerante,

podemos apenas drenar o núcleo

para uma coisa que se chama
instalação subcrítica,

um tanque por baixo do reator

que tem absorventes de neutrões.

Isto é realmente importante,
porque a reação para.

Neste tipo de reator,
não podemos fazer isto.

O combustível, como disse, é cerâmico
dentro de bastões de zircónio

e, na eventualidade de um acidente
num destes tipos de reator,

como os de Fukushima
e da Ilha de Três Milhas

— no caso da Ilha de Três Milhas,
não se percebeu logo isso —

o revestimento de zircónio
nestes bastões de combustível,

na presença de água a altas pressões,

de vapor, num ambiente oxidante,

vai produzir hidrogénio.

Esse hidrogénio
tem uma capacidade explosiva

de libertar produtos da fissão.

Como o núcleo desta reação,
não está sob pressão

e não tem esta reatividade química,

significa que não existe tendência
para os produtos da fissão

saírem do reator.

Mesmo na eventualidade de um acidente,

o reator pode queimar,

o que é um problema
para a companhia de eletricidade,

mas não haverá contaminação
de grandes quantidades de solo.

Penso mesmo que,
no espaço de uns 20 anos

que levaremos a obter a fusão,
a tornar a fusão em realidade,

esta podia ser a fonte de energia

que proporciona
eletricidade livre de carbono.

Eletricidade livre de carbono!

É uma tecnologia espantosa

porque combate as alterações climáticas,

e também é uma inovação.

É uma forma de levar a energia
ao mundo em desenvolvimento,

porque é produzido
numa fábrica e é barato.

Podemos pô-los em qualquer lugar do mundo
que queiramos.

E talvez ainda outra coisa.

Em miúdo, eu era obcecado pelo espaço.

Estava obcecado com a ciência nuclear
também, até certo ponto,

mas antes disso era obcecado pelo espaço.

Entusiasmava-me vir a ser
astronauta e projetar foguetões.

Era uma coisa que me entusiasmava.

Mas penso que tenho de voltar a isto,

porque imaginem ter
um reator compacto num foguetão

que produz 50 a 100 megawatts.

Isso é o sonho
de um projetista de foguetões.

É o sonho de alguém que está a projetar
um "habitat" noutro planeta.

Não só teríamos 50 a 100 megawatts

para abastecer o que quer que
desse propulsão para lá chegar,

como teríamos energia
quando lá chegássemos.

Os projetistas de foguetões
usam painéis solares

ou células de combustível,
de alguns watts ou kilowatts

— uau, é imensa energia!

Mas agora estamos a falar
de 100 megawatts.

Isso é imensa energia.

Podia abastecer de energia
uma comunidade em Marte.

Levaria um foguetão até lá.

Por isso, espero ter talvez
a oportunidade

de explorar a minha paixão por foguetões

ao mesmo tempo que
exploro a minha paixão pelo nuclear.

As pessoas dizem:

"Tu lanças isto para o espaço,
isto é radioativo, e se houver acidentes?"

Mas estamos sempre a lançar
baterias de plutónio.

Toda a gente ficou entusiasmada
com o Curiosity,

e ele tinha uma grande bateria
de plutónio a bordo

que tem plutónio-238,

que tem uma atividade específica mais alta

do que o urânio empobrecido
destes reatores de sal fundido,

o que significa que os efeitos
seriam negligenciáveis,

porque seriam lançados frios.

Só quando chegasse ao espaço
é que este reator seria ativado.

Portanto, estou muito entusiasmado.

Penso que projetei este reator

que pode ser
uma fonte de energia inovadora,

fornecer energia a todos os tipos
de aplicações científicas,

e estou mesmo preparado para fazer isto.

Acabei o secundário em maio...

(Risos)

(Aplausos)

Acabei o secundário em maio,

e decidi que ia abrir uma empresa

para comercializar estas tecnologias
que desenvolvi,

detetores revolucionários
para examinar contentores de carga

e sistemas de produção
de isótopos médicos,

mas quero fazer isto,
e tenho lentamente montado

uma equipa de pessoas incríveis

com quem tive a oportunidade de trabalhar,

e estou preparado para torná-lo realidade.

Penso que, olhando para a tecnologia,

esta será mais barata ou ao mesmo preço
que o gás natural,

e não precisa de ser reabastecida
durante 30 anos,

o que é uma vantagem para
o mundo em desenvolvimento.

Para acabar, só digo mais uma coisa.
possivelmente filosófica.

o que é estranho para um cientista.

Mas penso que há algo poético

em usar energia nuclear para nos
impulsionar até às estrelas,

porque as estrelas
são gigantes reatores de fusão.

São gigantescos caldeirões
nucleares no céu.

A energia de que posso falar-vos hoje,

embora fosse convertida
em energia química na minha comida,

originalmente veio de uma reação nuclear,

e, na minha opinião, há algo poético

em aperfeiçoar a fissão nuclear

e usá-la como futura
fonte de energia inovadora.

Por isso, obrigado.

(Aplausos)