Taylor Wilson: Planul meu radical pentru mici reactoare de fisiune nucleară

La 14 ani, Taylor Wilson a construit un reactor de fuziune nucleară în garajul de acasă. Acum, la 19 ani, el revine pe scena TED pentru a prezenta o abordare nouă a unui subiect vechi: fisiunea. Wilson, care a adunat susținători pentru a crea o companie care să-i pună în practică viziunea, explică de ce este atât de entuziasmat de acest proiect novator al reactoarelor de mici dimensiuni care folosesc fisiunea nucleară -- și de ce ele ar putea reprezenta următorul mare pas în rezolvarea crizei mondiale a energiei.

Am de făcut un anunț important

și sunt extrem de încântat.

S-ar putea să fie o surpriză

pentru mulți care îmi cunoașteți cercetările

și realizările de până acum.

Am încercat să rezolv câteva probleme majore:

antiterorismul și terorismul nuclear,

asistența medicală, diagnosticarea și tratarea cancerului.

Însă, gândindu-mă la aceste probleme, am realizat

că cea mai mare problemă cu care ne confruntăm

și la care se rezumă, de fapt, celelalte,

este energia, electricitatea, fluxul de electroni.

Deci, mi-am propus să încerc

să rezolv această problemă.

Probabil că nu la asta vă așteptați.

Credeați că vin pe scenă și

vă vorbesc despre fuziune,

pentru că de asta m-am ocupat aproape toată viața.

Dar de fapt asta e o discuție --

(Râsete)

despre fisiune.

E perfecționarea unei metode vechi

și aducerea ei în secolul XXI.

Să vedem pe scurt cum funcționează fisiunea nucleară.

Într-o centrală nucleară există

un recipient imens cu apă la presiune înaltă,

câteva bare de combustibil

încastrate în zirconiu:

peleți de dioxid de uraniu.

Fisiunea e controlată și menținută
cu o rată constantă.

Reacția produce încălzirea apei,

apa se transformă în abur, care rotește turbina

și astfel se produce electricitate.

E aceeași modalitate de producere a electricității,

turbina cu aburi, veche de o sută de ani.

Energia nucleară a fost un mare pas înainte

în sursa de încălzire a apei, dar procesul e același:

fierbi apa, obții abur, învârți turbina.

M-am gândit: e asta cea mai bună metodă?

E fisiunea bătută în cuie?

Sau se mai poate inova ceva aici?

Și mi-am dat seama că am găsit ceva,

cu un potențial uriaș de a schimba lumea.

Iată despre ce e vorba:

un mic reactor modular.

Nu e atât de mare ca cel din diagramă.

Are între 50 și 100 megawați,

dar asta-i o tonă putere.

Ar fi, la un consum mediu, suficient pentru

alimentarea a 25.000 - 100.000 de locuințe.

Cel mai interesant e că aceste reactoare

se construiesc într-o fabrică.

Sunt reactoare modulare construite

într-o linie de asamblare,

apoi pot fi transportate oriunde în lume.

Le amplasezi și încep imediat să producă electricitate.

Această zonă, de aici, este reactorul.

E îngropat în pământ, lucru foarte important.

Lucrând mult în domeniul antiterorismului,

nu pot accentua îndeajuns

cât e de important ca obiectivele să fie în subsol,

din motive de proliferare și securitate.

În interiorul acestui reactor există o sare topită.

Cei care sunt fani ai toriului

vor fi încântați de asta,

fiindcă aceste reactoare reușesc eficient

să folosească ciclul „breed & burn” al toriului,

uraniu-233.

Dar nu mă interesează prea mult combustibilul.

El există, iar reactoarelor le place să consume

haldele de combustibil ale armelor nucleare,

adică uraniu îmbogățit și plutoniu

amalgamat.

E adus la o compoziție inutilizabilă pentru arme nucleare,

dar e grozav pentru reactoare.

Se discută mult pe tema asta,

pentru că reprezintă o mare problemă.

Pe vremea Războiului Rece am construit un arsenal imens

de arme nucleare, foarte bine,

dar acum nu ne mai trebuie.

Ce facem cu tot acest armament?

Ce facem cu toate ogivele armelor nucleare?

În fine, le securizăm dar ar fi minunat

dacă le-am putea arde, consuma,

iar acest reactor devorează așa ceva.

E un reactor cu sare topită. Are un miez

și un schimbător de căldură de la sarea fierbinte, radioactivă,

la o sare care nu e radioactivă.

E încă fierbinte, termic vorbind, dar nu e radioactivă.

Schimbătorul de căldură

e cel ce face acest proiect extrem de interesant,

cel care transferă căldura către un gaz.

Întorcându-ne la ce am spus mai devreme despre

obținerea electricității -- excluzând fotovoltaicele --

folosirea aburului pentru învârtirea turbinelor

nu este eficientă.

Într-o centrală nucleară ca aceasta

eficiența e doar 30 - 35%.

Din energia termică produsă de reactor

doar atât se regăsește în electricitatea obținută.

Motivul slabei eficiențe este că reactoarele

operează la temperaturi relativ mici,

în intervalul, să zicem,

200 - 300°C.

Dar aceste reactoare funcționează la 600-700°C.

La o temperatură mai înaltă,

termodinamica ne asigură o eficiență mai mare.

Acest reactor nu folosește apă. Utilizează gaz:

CO2 suprapresurizat cu heliu.

Gazul ajunge într-o turbină,

sistemul e numit ciclul Brayton,

un ciclu termodinamic care produce electricitate

cu eficiență de aproape 50%,

între 45 și 50%.

Sunt foarte entuziasmat de acest proiect,

pentru că are un miez foarte compact.

Reactoarele cu săruri topite prin natura lor

sunt foarte compacte, dar e minunat și pentru că obții

mai multă energie din uraniul fisionat.

Ca să nu mai spun că ard mai eficient.

Indicele de consum e mult mai înalt.

Dintr-o cantitate de combustibil pe care

o pui în reactor, mai multă va fi consumată.

Problema cu o centrală nucleară tradițională

e că ai aceste bare încastrate în zirconiu,

iar în interiorul lor peleții de dioxid de uraniu.

Ei bine, dioxidul de uraniu e ceramic,

iar ceramica nu eliberezează ușor ce-i înăuntru.

Avem ce se numește ogiva de xenon,

unele produse de fisiune iubesc neutronii.

Au afinitate pentru neutronii rezultați

și catalizează reacția.

Îi consumă și, împreună cu faptul

că ceramica nu durează mult,

poți menține în funcțiune un asemenea reactor

cam 18 luni fără să-l alimentezi.

Dar aceste reactoare funcționează 30 de ani fără alimentare,

ceea ce, în opinia mea, e uimitor,

deoarece presupune un sistem sigilat.

Fără realimentare înseamnă că le poți sigila,

nu vor deveni un risc de proliferare

și nu vor avea

material nuclear sau radiologic

proliferat din miezul lor.

Să ne întoarcem la siguranță deoarece, după Fukushima,

a trebuit reanalizată siguranța nucleară.

Un aspect considerat când am conceput acest reactor electric

a fost să aibă siguranță pasivă și intrinsecă.

Sunt într-adevăr încântat de acest reactor

în special din două motive.

Unu: nu funcționează la presiune înaltă.

Reactoarele tradiționale cu apă presurizată sau cu apă fiartă

implică apă foarte, foarte fierbinte

la presiuni foarte mari, și asta înseamnă că,

în cazul unui accident, la cea mai mică fisură

a vasului de oțel inox sub presiune,

agentul de răcire va părăsi miezul.

Aceste reactoare funcționează la presiune atmosferică,

deci produsele de fisiune nu au nicio înclinație

de a scăpa din reactor în cazul unui accident.

Doi: funcționează la temperaturi înalte,

combustibilul e deja topit,
se elimină pericolul de supraîncălzire.

Totuși, dacă reactorul iese vreodată din parametri

sau se pierde energia externă ca la Fukushima,

există un tanc de evacuare.

Combustibilul fiind lichid, combinat cu agentul de răcire

miezul reactorului se scurge realmente,

în ceea ce numim instalație subcritică,

de fapt un rezervor sub reactor

care conține niște absorbanți de neutroni.

Iar asta e extrem de important, pentru că reacția se oprește.

Într-un astfel de reactor nu poți face așa ceva.

Combustibilul e ceramic în înveliș de zirconiu,

iar în cazul unui accident la un astfel de reactor,

Fukushima și Three Mile Island --

privind retrospectiv la Three Mile Island, nu s-a știut atunci --

învelișul din zirconiu pe barele de combustibil, iată ce

produce: când dau de apă la presiune înaltă,

abur, într-un mediu oxidant,

produc hidrogen,

iar hidrogenul are capacitatea

de a elibera exploziv produsele de fisiune.

Dar miezul reactorului meu pentru că nu e sub presiune

nu are această reactivitate chimică,

înseamnând că produsele de fisiune

nu au înclinația de a părăsi reactorul.

Totuși, în cazul unui accident,

reactorul e fi distrus,

o pierdere pentru compania de electricitate,

dar nu vor fi contaminate zone vaste de pământ.

Cred într-adevăr că în următorii

20 de ani vom ajunge să luăm fuziunea

s-o punem în practică.

Poate fi sursa de energie

care să asigure electricitate lipsită de carbon.

Electricitate fără poluare.

Această tehnologie e uimitoare

nu numai pentru că luptă împotriva schimbărilor climatice,

ci pentru că e o inovație.

E o cale de a furniza energie lumii în curs de dezvoltare,

deoarece reactoarele se produc pe bandă, sunt ieftine.

Le poți amplasa oriunde în lume.

Și mai este ceva.

Când eram mic, eram obsedat de spațiul cosmic.

Mă obseda și știința nucleară,

dar, înainte de asta, eram obsedat de cosmos.

Mă fascina pur și simplu să

devin astronaut și să construiesc rachete,

lucruri care m-au entuziasmat mereu.

Acum am ajuns să revin la acel subiect pentru că,

imaginați-vă ce ar însemna pe o rachetă un reactor compact

care produce 50 - 100 de megawați.

Ăsta e visul proiectantului de rachete.

E visul unui proiectant de habitat pe o altă planetă.

Nu numai că ai 50 - 100 de megawați

pentru propulsia vehiculului de transport,

dar ai și energia necesară odată ce ajungi acolo.

Proiectanții de rachete folosesc panouri solare

sau celule de combustibil, adică câțiva wați sau kilowați --

dar asta e mult mai mult.

Aici vorbim de 100 de megawați.

O tonă de energie.

Ar putea furniza energia necesară unei comunități pe Marte.

Ar putea propulsa o raachetă până acolo.

Acum sper să

am posibilitatea să explorez, în același timp,

pasiunea mea pentru rachete și cea pentru energia nucleară.

Iar unii vor spune: „Bine, ai lansat chestia asta,

radioactivă, în spațiu, dacă se produc accidente?”

Dar lansăm mereu baterii cu plutoniu.

Toți au fost încântați de Curiosity și de faptul că

avea acea baterie mare de plutoniu la bord

plutoniu-238,

care are, de fapt, o reactivitate specifică mai mare

decât uraniul slab îmbogățit din reactorul cu săruri topite,

ceea ce înseamnă că efectele ar fi neglijabile

pentru că îl lansezi rece,

și îl activezi numai când ajungi în spațiu.

Deci sunt extrem de entuziasmat.

Am proiectat acest reactor și cred că

poate fi o sursă inovatoare de energie,

poate furniza energie pentru tot felul de aplicații științifice.

Sunt într-adevăr pregătit să fac acest lucru.

Am absolvit liceul în luna mai --

(Râsete) (Aplauze)

Am absolvit liceul în luna mai

și am hotărât să pun bazele unei companii

care să comercializeze aceste tehnologii dezvoltate de mine

acești detectori revoluționari pentru scanarea containerelor

și sistemele de producere a izotopilor medicali.

Dar vreau să fac acest reactor și, încet-încet, am adunat o echipă

formată din cei mai incredibili oameni

cu care am avut norocul să lucrez

și sunt pregătit să transform asta în realitate.

De asemenea, uitându-mă la această tehnologie,

cred că va fi mai ieftină sau la același preț cu gazul natural

și nu trebuie realimentată timp de 30 de ani,

avantajos pentru țările în curs de dezvoltare.

Vreau să mai spun ceva în încheiere, ceva filosofic,

cam ciudat pentru un om de știință.

Cred că e ceva cu adevărat poetic

în folosirea energiei nucleare pentru a zbura către stele,

pentru că stelele sunt gigantice reactoare de fuziune.

Sunt niște cazane nucleare uriașe în spațiu.

Energia despre care vă vorbesc astăzi,

transformată în energie chimică în hrana mea,

provine inițial dintr-o reacție nucleară,

și cred că e ceva poetic

să perfecționezi fisiunea nucleară

și s-o folosești ca sursă de energie novatoare a viitorului.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)