Taylor Wilson: 革命性的小型核裂變反應爐
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0:01 - 0:03我今天要發表一個重大聲明
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0:03 - 0:05我感到很興奮
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0:05 - 0:07各位可能會感到驚訝
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0:07 - 0:11因為很多人對我過去的研究
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0:11 - 0:13及成果相當瞭解
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0:13 - 0:16我曾努力解決一些重大問題：
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0:16 - 0:19反恐怖主義、核子恐怖主義、
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0:19 - 0:22醫療保健、診斷治療癌症
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0:22 - 0:25但我開始思考這些問題時
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0:25 - 0:29我意識到我們面臨的最大問題
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0:29 - 0:32也是所有問題的根源
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0:32 - 0:35就是能源，也就是電流，
電子的流動 -
0:35 - 0:38我決定要開始
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0:38 - 0:42嘗試解決這個問題
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0:42 - 0:46以下可能並非各位期待的
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0:46 - 0:47你們可能希望我到這裡
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0:47 - 0:49來談核聚變
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0:49 - 0:51因為那是我目前做最多的事
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0:51 - 0:54但我今天真正要說的是…
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0:54 - 0:57（笑）好…
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0:57 - 1:00我今天真正要說的是－核裂變
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1:00 - 1:01把老東西變得更完美
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1:01 - 1:04把老東西帶入21世紀
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1:04 - 1:09先簡單說明核裂變的原理
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1:09 - 1:10核電廠裡有個
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1:10 - 1:13很大的高壓水箱
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1:13 - 1:15及一些燃料棒
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1:15 - 1:17這些燃料棒，用鋯封裝了
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1:17 - 1:20小小的二氧化鈾燃料丸
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1:20 - 1:24核裂變反應會控制在適當水準
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1:24 - 1:27將水加熱
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1:27 - 1:30水變成蒸汽，蒸汽推動渦輪
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1:30 - 1:32電就產生了
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1:32 - 1:35我們一直採用相同方式發電
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1:35 - 1:38蒸汽渦輪已用了100年
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1:38 - 1:41以加熱水的方法而言
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1:41 - 1:43核能真是巨大的進步
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1:43 - 1:47但還是要燒水，變成蒸汽推動渦輪
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1:47 - 1:51我想，這是最好的方式嗎？
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1:51 - 1:54核裂變是不是落伍了
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1:54 - 1:57還是可以繼續創新呢？
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1:57 - 1:59我意識到一個想法
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1:59 - 2:04有巨大的潛力可以改變世界
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2:04 - 2:07這個想法是這樣的
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2:07 - 2:10這是個小型模組化反應爐
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2:10 - 2:14不像那張圖裡的反應爐那麼大
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2:14 - 2:17介於50到100百萬瓦
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2:17 - 2:18但仍是很大的功率
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2:18 - 2:22在一般情況下
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2:22 - 2:27可供2萬5千至10萬個家庭使用
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2:27 - 2:30這些反應爐真正有趣的地方在於
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2:30 - 2:32是工廠生產出來的
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2:32 - 2:34模組化反應爐
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2:34 - 2:36是在生產線上建造出來的
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2:36 - 2:38然後運到世界各地
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2:38 - 2:40丟著就可以發電了
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2:40 - 2:44這個區域就是反應爐
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2:44 - 2:46是埋在地底下的，這很重要
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2:46 - 2:49對從事反恐工作的人來說
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2:49 - 2:52我的言語難以形容
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2:52 - 2:54埋在地下有多美好
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2:54 - 2:58因為沒有核子擴散和安全問題
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2:58 - 3:02反應爐裡面是熔解的鹽
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3:02 - 3:05在座如果有
釷元素的粉絲 -
3:05 - 3:06一定會很興奮
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3:06 - 3:11因為這種反應爐最擅長
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3:11 - 3:14釷燃料循環
的滋生和燃燒 -
3:14 - 3:16最後產生鈾-233
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3:16 - 3:18我真正關心的不是燃料
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3:18 - 3:22因為總會用完的，反應爐很餓
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3:22 - 3:25反應爐很喜歡稀釋的核武原料
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3:25 - 3:28像高濃縮鈾和及核武級的鈽
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3:28 - 3:29加以稀釋
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3:29 - 3:32降到不可能用來作為核武
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3:32 - 3:35模組化反應爐很愛吃這個
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3:35 - 3:37而我國有一大堆
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3:37 - 3:39這是個大問題
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3:39 - 3:41冷戰時期我們儲備了
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3:41 - 3:43大量的核武，太棒了
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3:43 - 3:46我們再也不需要核武了
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3:46 - 3:49這些留下來的垃圾該怎麼辦？
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3:49 - 3:51核武裡的核物質要怎麼處理？
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3:51 - 3:53我們要確保其安全
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3:53 - 3:55如果能燒掉、吃掉，那就太棒了
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3:55 - 3:57這個反應爐就愛這樣
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3:57 - 4:00熔鹽反應爐有個核心
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4:00 - 4:04還有熱交換器，把熱量由
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4:04 - 4:08「熱鹽」，即放射性鹽
傳到「冷鹽」，即無放射性的鹽 -
4:08 - 4:11冷鹽還是很熱，但沒有放射性
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4:11 - 4:12熱交換器
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4:12 - 4:16是這種反應爐設計最有趣的地方
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4:16 - 4:19這種熱交換器用的是氣體
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4:19 - 4:21我剛說了，產生所有的能量前
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4:21 - 4:24除了光電池外…
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4:24 - 4:28都要燒水，產生蒸汽，推動渦輪
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4:28 - 4:31如此效率並不高，事實上
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4:31 - 4:33傳統的核電廠
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4:33 - 4:38效率大約只有30到35%
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4:38 - 4:40這是反應爐產生的熱能
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4:40 - 4:42與實際產生電力的比值
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4:42 - 4:45效率這麼低的原因是這些反應爐
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4:45 - 4:47在低溫下運轉
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4:47 - 4:48運轉溫度介於
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4:48 - 4:52約攝氏200到300度
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4:52 - 4:56新型反應爐高達攝氏600到700度
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4:56 - 4:59溫度越高
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4:59 - 5:02依據熱力學原理，效率就越高
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5:02 - 5:05而且這個反應爐不用水，改用氣體
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5:05 - 5:08用超臨界二氧化碳，或是氦氣
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5:08 - 5:09氣體直接進入渦輪
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5:09 - 5:11稱為布雷頓循環
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5:11 - 5:14是個產生電的熱力學循環
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5:14 - 5:16效率接近50%
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5:16 - 5:19在45%到50%之間
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5:19 - 5:21我真的感到很興奮
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5:21 - 5:23因為這個核心相當小
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5:23 - 5:27熔鹽反應爐本來就很小
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5:27 - 5:31另外也很棒的，是會得到更多的電
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5:31 - 5:33比等量的鈾分裂還多
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5:33 - 5:35更不用提燃耗了
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5:35 - 5:37新反應爐的燃耗比率高多了
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5:37 - 5:39放進等量的燃料
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5:39 - 5:41利用到的多了很多
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5:41 - 5:45傳統的核電廠有個問題
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5:45 - 5:49燃料棒用鋯包著
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5:49 - 5:52裡面是二氧化鈾燃料丸
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5:52 - 5:54二氧化鈾已燒結為陶瓷
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5:54 - 5:57陶瓷不太會釋出內部的東西
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5:57 - 5:59氙氣會累積
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5:59 - 6:01有些核裂變產物很喜歡中子
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6:01 - 6:03很喜歡周圍這些中子
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6:03 - 6:05並幫助反應進行
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6:05 - 6:08會將其侵蝕掉，再加上
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6:08 - 6:10包覆層不太耐用
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6:10 - 6:12所以傳統反應爐
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6:12 - 6:16補充燃料一次大約只可燒18個月
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6:16 - 6:21新式核反應爐可用30年
不用補充燃料 -
6:21 - 6:24我覺得非常非常驚人
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6:24 - 6:26因為這意味著一個全封閉的系統
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6:26 - 6:29不用補充燃料表示可以封起來
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6:29 - 6:31就不會有核子擴散的風險了
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6:31 - 6:34不會有…
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6:34 - 6:36核子物質或放射性物質
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6:36 - 6:39從內核洩漏出來
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6:39 - 6:42再回到安全問題
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6:42 - 6:45福島事故後，大家都重新評估
核能安全 -
6:45 - 6:48我開始設計新型反應爐的理念之一
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6:48 - 6:52就是必須為被動安全和本質安全
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6:52 - 6:54我對新型反應爐感到很興奮
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6:54 - 6:56有兩個重要原因：
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6:56 - 6:59第一，不必在高壓環境中運轉
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6:59 - 7:03傳統反應爐，如壓水式反應爐
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7:03 - 7:05或沸水式反應爐
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7:05 - 7:08都有高熱高壓的水，這表示
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7:08 - 7:11一旦發生事故
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7:11 - 7:14當不銹鋼壓力容器出現裂縫
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7:14 - 7:17冷卻劑就會從內核中洩漏出來
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7:17 - 7:20新型反應爐在一般大氣壓力下運轉
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7:20 - 7:23核裂變產物不太可能
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7:23 - 7:26會在事故中洩漏
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7:26 - 7:28而且反應爐在高溫運轉
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7:28 - 7:31燃料本就是熔化的，所以不會熔毀
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7:31 - 7:36即使這個反應爐真的撐不住了
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7:36 - 7:38或像福島那樣失去外部電源
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7:38 - 7:41我們還有排汙槽
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7:41 - 7:46因為燃料是液體，混合了冷卻劑
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7:46 - 7:48事實上可把整個內核
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7:48 - 7:50排入亞臨界裝置
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7:50 - 7:52基本上就是反應爐下的水槽
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7:52 - 7:54裡面有中子吸收劑
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7:54 - 7:58這很重要，因為連鎖反應停止了
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7:58 - 8:01傳統反應爐無法做到這點
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8:01 - 8:04它的燃料是包在鋯燃料棒裡的陶瓷
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8:04 - 8:07以下幾種反應爐如果發生事故
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8:07 - 8:09例如福島和三哩島…
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8:09 - 8:12回顧三哩島，我們好久沒關心了…
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8:12 - 8:16燃料棒外面的鋯包覆
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8:16 - 8:19遇到高壓的水
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8:19 - 8:21或蒸汽，並處在氧化環境中
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8:21 - 8:23實際上會產生氫氣
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8:23 - 8:26氫氣有可能爆炸
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8:26 - 8:28釋放核裂變產物
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8:28 - 8:31新式反應爐內核不處在壓力狀態
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8:31 - 8:33而且沒有這種化學反應性
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8:33 - 8:36就表示不太可能讓核裂變產物
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8:36 - 8:38洩漏出反應爐
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8:38 - 8:40所以一旦發生事故
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8:40 - 8:44是的，這個反應爐會燒壞，就是說
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8:44 - 8:46電力公司，抱歉了
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8:46 - 8:48但它不會汙染大片土地
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8:48 - 8:52所以我真的覺得
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8:52 - 8:54這可給我們20年過渡時間
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8:54 - 8:56讓核聚變成為現實
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8:56 - 8:59這種能源
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8:59 - 9:01提供了無碳的電力
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9:01 - 9:03無碳電力
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9:03 - 9:06這是非常令人驚歎的技術
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9:06 - 9:09不但可對抗氣候變遷
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9:09 - 9:11更是個創新
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9:11 - 9:14可將能源帶給開發中國家
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9:14 - 9:16因為是在工廠生產的，所以很便宜
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9:16 - 9:18可裝置在任何地方
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9:18 - 9:22接下來我要談一些別的
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9:22 - 9:24小時候我對太空非常癡迷
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9:24 - 9:27嗯，我對核子科學也非常著迷
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9:27 - 9:29但在那以前，我對太空很著迷
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9:29 - 9:31我很興奮
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9:31 - 9:33希望能當太空人和設計火箭
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9:33 - 9:35總是讓我很興奮
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9:35 - 9:39我覺得可以重拾童年夢想
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9:39 - 9:42只要火箭裡裝個小型反應爐
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9:42 - 9:45可發電50到100百萬瓦
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9:45 - 9:48這是火箭設計師的夢想
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9:48 - 9:52也是外星基地設計師的夢想
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9:52 - 9:54不只有50到100百萬瓦電力
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9:54 - 9:58提供給以任何動力推進的飛行器
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9:58 - 10:00甚至到目的地之後，也有電可用
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10:00 - 10:03相較原先火箭設計師利用太陽能板
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10:03 - 10:06和燃料電池，只有幾瓦到幾千瓦…
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10:06 - 10:08哇，那可是好多電力
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10:08 - 10:10我們談的是100百萬瓦
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10:10 - 10:11這是超多的電力
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10:11 - 10:13夠為整個火星社區供電了
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10:13 - 10:15足以為火箭供電
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10:15 - 10:18所以我希望有機會
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10:18 - 10:20在探索核能的同時
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10:20 - 10:25也有機會探索我熱愛的火箭
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10:25 - 10:28有人會說，「你發射的這個東西，
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10:28 - 10:30它有輻射，發生事故怎麼辦？」
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10:30 - 10:33其實太空船一直在用鈽電池
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10:33 - 10:35大家都對探測火星的好奇號很興奮
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10:35 - 10:38它上面就裝了一個這麼大的鈽電池
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10:38 - 10:40用的是鈽-238
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10:40 - 10:42它的反應活性
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10:42 - 10:46比熔鹽反應爐的低濃度鈾燃料更高
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10:46 - 10:50表示它的影響可以忽略
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10:50 - 10:51因為發射時反應爐還沒啟動
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10:51 - 10:55進入太空後才會啟動
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10:55 - 10:56我真的很興奮
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10:56 - 10:59我想我已設計出這個反應爐
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10:59 - 11:03這是創新的能源
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11:03 - 11:06可為各種了不起的科學應用供電
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11:06 - 11:09我已經準備好這麼做了
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11:09 - 11:12五月我就要高中畢業了…
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11:12 - 11:16（笑聲）（掌聲）…
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11:16 - 11:18五月我高中畢業後
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11:18 - 11:21要成立一家公司
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11:21 - 11:23來商業化我發明的各種技術
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11:23 - 11:26如革命性的貨櫃掃描偵測器
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11:26 - 11:28和生產醫療同位素的系統
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11:28 - 11:32我還在慢慢建立團隊
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11:32 - 11:34和一些我所見過最了不起的人
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11:34 - 11:36共同合作
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11:36 - 11:39我已準備好讓夢想成真
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11:39 - 11:42我想，我這麼想，你看這些技術
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11:42 - 11:47跟天然氣價格差不多，甚至更低
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11:47 - 11:4930年都不需添加燃料
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11:49 - 11:52這對開發中國家是很有利的
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11:52 - 11:55我再說一件可能比較哲學的事
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11:55 - 11:57來結束演講，這對科學家有點怪
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11:57 - 11:59不過我覺得
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11:59 - 12:03用核能帶我們到外星
是很有詩意的 -
12:03 - 12:06因為星星是巨大的核聚變反應爐
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12:06 - 12:08是天空中巨大的核子大鍋
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12:08 - 12:12今天我之所以有能量和各位說話
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12:12 - 12:14來自我食物中的化學能
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12:14 - 12:17追根究柢也是來自核能
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12:17 - 12:20我認為很有詩意的是
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12:20 - 12:23讓核裂變可以更完美
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12:23 - 12:26以作為未來的創新能源
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12:26 - 12:28謝謝大家
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12:28 - 12:33（掌聲）
- Title:
- Taylor Wilson: 革命性的小型核裂變反應爐
- Speaker:
- Taylor Wilson
- Description:
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泰勒威爾森 (Taylor Wilson) 14 歲時在家中車庫建了一座核聚變反應爐。現在他 19 歲了，再度回到 TED 講臺，為我們介紹一個舊話題的新亮點：核裂變。威爾森已獲贊助建立公司實現願景，他解釋了他為何對小型模組化核裂變反應爐如此興奮 – 以及為何新型反應爐能成為解決全球能源危機的重大突破。
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
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- 12:53
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