TED2014
Michel Laberge: How synchronized hammer strikes could generate nuclear fusion
Мишель Лаберже: Как синхронизированные удары молотком могут произвести ядерный синтез
Filmed:
Readability: 3.6
1,108,602 views
Наше энергетическое будущее зависит от ядерного синтеза. Так считает Мишель Лаберже — учёный-физик, изучающий плазму. Мишель управляет небольшой компанией с грандиозной идеей создания нового вида ядерного реактора, который сможет производить чистую и дешёвую энергию. В чем его секрет? Большая скорость, высокая температура и сокрушительное давление. В этом обнадёживающем выступлении учёный объясняет, что ядерный синтез уже на пороге.
Michel Laberge - Plasma physicist
In a lab near Vancouver, Michel Laberge and his team at General Fusion are building a prototype fusion reactor that mimics the processes of the sun to produce cheap, clean and abundant energy. Full bio
In a lab near Vancouver, Michel Laberge and his team at General Fusion are building a prototype fusion reactor that mimics the processes of the sun to produce cheap, clean and abundant energy. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
Wow, this is bright.
0
1090
2031
Ой, как ярко!
00:15
It must use a lot of power.
1
3121
2991
А сколько энергии на это тратится…
00:18
Well, flying you all in here
2
6112
1492
В общем-то и то,
что вы все прилетели сюда
что вы все прилетели сюда
00:19
must have cost a bit of energy too.
3
7604
2448
говорит
о некоторых энергетических затратах.
о некоторых энергетических затратах.
00:22
So the whole planet needs a lot of energy,
4
10052
2918
Итак, нашей планете
нужно очень много энергии
нужно очень много энергии
00:24
and so far we've been running mostly on fossil fuel.
5
12970
2901
и пока для её получения мы используем
преимущественно ископаемое топливо.
преимущественно ископаемое топливо.
00:27
We've been burning gas.
6
15871
2049
Мы жгём газ.
00:29
It's been a good run.
7
17920
1387
И делаем это достаточно успешно.
00:31
It got us to where we are, but we have to stop.
8
19307
2868
Благодаря газу мы многого добились,
но нам пора остановиться.
но нам пора остановиться.
00:34
We can't do that anymore.
9
22175
2154
Мы не можем продолжать
жить также и дальше.
жить также и дальше.
00:36
So we are trying different types of energy now,
10
24329
2281
Поэтому сейчас мы исследуем
другие типы энергии,
другие типы энергии,
00:38
alternative energy,
11
26610
1214
альтернативный вид энергии,
00:39
but it proved quite difficult to find something
12
27824
2498
но, оказалось, что достаточно тяжело
найти что-то,
найти что-то,
00:42
that's as convenient and as cost-effective
13
30322
2801
такое же удобное и экономичное,
00:45
as oil, gas and coal.
14
33123
2817
как нефть, газ и уголь.
00:47
My personal favorite is nuclear energy.
15
35940
4090
Лично я выбираю атомную энергию.
00:52
Now, it's very energy-dense,
16
40030
2601
Она даёт очень хорошую мощность
при минимальных затратах,
при минимальных затратах,
00:54
it produces solid, reliable power,
17
42631
2481
обеспечивает бесперебойный
и надёжный источник энергии,
и надёжный источник энергии,
00:57
and it doesn't make any CO2.
18
45112
2383
и не выделяет CO2.
00:59
Now we know of two ways
19
47495
1492
На сегодняшний день
нам известны два способа
нам известны два способа
01:00
of making nuclear energy: fission and fusion.
20
48987
5174
получения атомной энергии:
расщепление и синтез.
расщепление и синтез.
01:06
Now in fission, you take a big nucleus,
21
54161
2345
Если говорить о расщеплении,
то мы берём большое атомное ядро
то мы берём большое атомное ядро
01:08
you break it in part, in two,
22
56506
1635
и делим его на две части,
01:10
and it makes lots of energy,
23
58141
1547
в результате чего высвобождается
огромное количество энергии.
огромное количество энергии.
01:11
and this is how the nuclear reactor today works.
24
59688
2213
Так работает
современный атомный реактор.
современный атомный реактор.
01:13
It works pretty good.
25
61901
1409
Работает достаточно хорошо.
01:15
And then there's fusion.
26
63310
2154
Но существует ещё и синтез.
01:17
Now, I like fusion. Fusion's much better.
27
65464
2406
Синтез мне нравится.
Синтез намного лучше.
Синтез намного лучше.
01:19
So you take two small nuclei,
28
67870
1694
Вы берете два небольших атомных ядра,
01:21
you put it together, and you make helium,
29
69564
2506
соединяете и получаете гелий,
01:24
and that's very nice.
30
72070
1358
что очень хорошо.
01:25
It makes lots of energy.
31
73428
1546
Получается много энергии.
01:26
This is nature's way of producing energy.
32
74974
2600
Это естественный процесс
получения энергии.
получения энергии.
01:29
The sun and all the stars in the universe
33
77574
2408
Солнце
и все остальные звезды во вселенной
и все остальные звезды во вселенной
01:31
run on fusion.
34
79982
2245
живут именно за счёт синтеза.
01:34
Now, a fusion plant
35
82227
1896
Атомная электростанция,
работающая на принципах синтеза,
работающая на принципах синтеза,
01:36
would actually be quite cost-effective
36
84123
2315
была бы очень экономичной,
01:38
and it also would be quite safe.
37
86438
1990
а также достаточно безопасной.
01:40
It only produces short term radioactive waste,
38
88428
4433
В процессе её работы выделяются
только быстроразлагающиеся радиоактивные отходы,
только быстроразлагающиеся радиоактивные отходы,
01:44
and it cannot melt down.
39
92861
2032
и она не может расплавиться.
01:46
Now, the fuel from fusion comes from the ocean.
40
94893
2527
Топливо для синтеза берётся из океана.
01:49
In the ocean, you can extract the fuel
41
97420
1818
Топливо,
которое можно извлечь из океана,
которое можно извлечь из океана,
01:51
for about one thousandth of a cent
42
99238
1890
стоит около одной тысячной цента
01:53
per kilowatt-hour, so that's very, very cheap.
43
101128
2331
за киловатт в час. Это очень дёшево.
01:55
And if the whole planet would run on fusion,
44
103459
3388
Если бы вся планета существовала
за счёт синтезированной энергии,
за счёт синтезированной энергии,
01:58
we could extract the fuel from the ocean.
45
106847
1444
и мы бы могли добывать её из океана,
02:00
It would run for billions and billions of years.
46
108291
3264
полученной энергии нам бы хватило
на миллиарды и миллиарды лет.
на миллиарды и миллиарды лет.
02:03
Now, if fusion is so great, why don't we have it?
47
111555
3772
Но если синтез — это так здорово,
почему же мы до сих пор им не пользуемся?
почему же мы до сих пор им не пользуемся?
02:07
Where is it?
48
115327
1336
Где он?
02:08
Well, there's always a bit of a catch.
49
116663
1848
Всегда есть одно «но».
02:10
Fusion is really, really hard to do.
50
118511
3238
Синтез очень-очень сложно произвести.
02:13
So the problem is, those two nuclei,
51
121749
2484
Проблема в том, что эти два атомных ядра
02:16
they are both positively charged,
52
124233
1628
имеют положительные заряды,
02:17
so they don't want to fuse.
53
125861
1791
так что они не хотят соединяться.
02:19
They go like this. They go like that.
54
127652
1777
Они двигаются либо так, либо так.
02:21
So in order to make them fuse,
55
129429
964
И, чтобы заставить их встретиться,
02:22
you have to throw them at
each other with great speed,
each other with great speed,
56
130393
2187
нам нужно столкнуть их друг с другом
на очень большой скорости.
на очень большой скорости.
02:24
and if they have enough speed,
57
132580
913
Если скорость будет достаточной,
02:25
they will go against the repulsion,
58
133493
1834
и они смогут преодолеть
силу отталкивания,
силу отталкивания,
02:27
they will touch, and they will make energy.
59
135327
2153
они соприкоснутся и произведут энергию.
02:29
Now, the particle speed
60
137480
2407
Скорость частиц
02:31
is a measure of the temperature.
61
139887
1770
измеряется температурой.
02:33
So the temperature required for fusion
62
141657
1742
Температура, необходимая для синтеза,
02:35
is 150 billion degrees C.
63
143399
3162
равна 150 миллиардов
градусов Цельсия.
градусов Цельсия.
02:38
This is rather warm,
64
146561
1831
Довольно-таки тепло,
02:40
and this is why fusion is so hard to do.
65
148392
3446
и именно поэтому
синтез так тяжело организовать.
синтез так тяжело организовать.
02:43
Now, I caught my little fusion bug
66
151838
2025
Я немного помешался на синтезе,
02:45
when I did my Ph.D. here at the
University of British Columbia,
University of British Columbia,
67
153863
3670
когда работал над диссертацией здесь,
в университете Британской Колумбии,
в университете Британской Колумбии,
02:49
and then I got a big job in a laser printer place
68
157533
3052
а потом устроился на очень важную работу
в сфере лазерных принтеров,
в сфере лазерных принтеров,
02:52
making printing for the printing industry.
69
160585
2538
обеспечивал принтерами
полиграфическую промышленность.
полиграфическую промышленность.
02:55
I worked there for 10 years,
70
163123
2252
Там я проработал 10 лет,
02:57
and I got a little bit bored,
71
165375
1680
мне стало скучновато, а потом мне
02:59
and then I was 40, and I got a mid-life crisis,
72
167055
2953
исполнилось 40 лет и я оказался
в пучине кризиса среднего возраста.
в пучине кризиса среднего возраста.
03:02
you know, the usual thing:
73
170008
1633
Ну, вы знаете, как обычно:
03:03
Who am I? What should I do?
74
171641
2459
Кто я? Что дальше делать?
03:06
What should I do? What can I do?
75
174100
2586
Что я должен делать? Что я вообще могу?
03:08
And then I was looking at my good work,
76
176686
2052
И тогда я оглянулся на свою работу,
03:10
and what I was doing is I was cutting the forests
77
178738
2051
и ведь я занимался вырубкой леса
03:12
around here in B.C.
78
180789
1355
здесь, в Британской Колумбии,
03:14
and burying you, all of you,
79
182144
1594
и засыпал всех, всех вас,
03:15
in millions of tons of junk mail.
80
183738
3442
сотней тысяч писем спама.
03:19
Now, that was not very satisfactory.
81
187180
1935
То, что я увидел,
не очень-то меня порадовало.
не очень-то меня порадовало.
03:21
So some people buy a Porsche.
82
189115
2265
И кто-то на моем месте покупает Порш,
03:23
Others get a mistress.
83
191380
2771
другие заводят любовницу.
03:26
But I've decided to get my bit
84
194151
1674
Но я решил внести свою лепту в решение
проблемы глобального потепления
проблемы глобального потепления
03:27
to solve global warming and make fusion happen.
85
195825
4263
и сделать так,
чтобы синтез стал реальностью.
чтобы синтез стал реальностью.
03:32
Now, so the first thing I did
86
200088
1731
Первое, что я сделал —
03:33
is I looked into the literature and I see,
87
201819
2429
проштудировал литературу и понял,
03:36
how does fusion work?
88
204248
2742
как работает синтез.
03:38
So the physicists have been
working on fusion for a while,
working on fusion for a while,
89
206990
3142
Физики уже некоторое время
работали над теорией синтеза
работали над теорией синтеза
03:42
and one of the ways they do it
90
210132
1316
и пришли к одному из способов
осуществления синтеза
осуществления синтеза
03:43
is with something called a tokamak.
91
211448
2306
при помощи так называемого токамак.
03:45
It's a big ring of magnetic coil,
92
213754
2730
Это большое кольцо,
собранное из магнитных катушек,
собранное из магнитных катушек,
03:48
superconducting coil,
93
216484
1326
сверхпроводящих катушек,
03:49
and it makes a magnetic field
94
217810
1350
и внутри этого кольца
03:51
in a ring like this,
95
219160
1788
создаётся магнитное поле,
03:52
and the hot gas in the middle,
96
220948
1392
в середине заключён горячий газ,
03:54
which is called a plasma, is trapped.
97
222340
2130
который называется плазма.
03:56
The particles go round and round and round
98
224470
1748
Частицы двигаются по кругу
03:58
the circle at the wall.
99
226218
1440
вдоль стенок.
03:59
Then they throw a huge amount of heat in there
100
227658
1528
Потом туда добавляется
огромное количество теплоты,
огромное количество теплоты,
04:01
to try to cook that to fusion temperature.
101
229186
2474
чтобы достичь температуры,
необходимой для синтеза.
необходимой для синтеза.
04:03
So this is the inside of one of those donuts,
102
231660
2328
Так выглядят
один из этих пончиков изнутри.
один из этих пончиков изнутри.
04:05
and on the right side you can see
103
233988
1332
Справа вы можете видеть
04:07
the fusion plasma in there.
104
235320
2140
термоядерную плазму, заключённую внутри.
04:09
Now, a second way of doing this
105
237460
2248
Есть и другой способ
сделать то же самое —
сделать то же самое —
04:11
is by using laser fusion.
106
239708
2400
с помощью лазерного
термоядерного синтеза.
термоядерного синтеза.
04:14
Now in laser fusion, you have a little ping pong ball,
107
242108
2120
В процессе лазерного термоядерного
синтеза вы берете мячик для пинг-понга,
синтеза вы берете мячик для пинг-понга,
04:16
you put the fusion fuel in the center,
108
244228
2046
помещаете термоядерное топливо в центр,
04:18
and you zap that with a whole
bunch of laser around it.
bunch of laser around it.
109
246274
2930
и воздействуете на это всё лазером
со всех сторон.
со всех сторон.
04:21
The lasers are very strong, and it squashes
110
249204
1704
Лазеры очень мощные, они сжимают
04:22
the ping pong ball really, really quick.
111
250908
1726
мячик для пинг-понга очень-очень быстро.
04:24
And if you squeeze something hard enough,
112
252634
1955
И если вы сжимаете
что-то достаточно сильно,
что-то достаточно сильно,
04:26
it gets hotter,
113
254589
1375
оно нагревается,
04:27
and if it gets really, really fast,
114
255964
1396
и если это происходит очень быстро,
04:29
and they do that in one billionth of a second,
115
257360
2318
а это занимает
всего одну миллиардную секунды,
всего одну миллиардную секунды,
04:31
it makes enough energy and enough heat
116
259678
1903
то высвобождается
достаточно энергии и тепла,
достаточно энергии и тепла,
04:33
to make fusion.
117
261581
1336
чтобы произвести синтез.
04:34
So this is the inside of one such machine.
118
262917
2077
Так выглядит
одна из таких машин изнутри.
одна из таких машин изнутри.
04:36
You see the laser beam and the pellet
119
264994
1843
Вы можете видеть луч лазера и шарик
04:38
in the center.
120
266837
1549
в центре.
04:40
Now, most people think that fusion is going nowhere.
121
268386
2962
Многие люди считают, что теория синтеза
никогда не реализуется на практике.
никогда не реализуется на практике.
04:43
They always think that the physicists are in their lab
122
271348
2932
Обычно они думают, что учёные-физики
сидят в своих лабораториях,
сидят в своих лабораториях,
04:46
and they're working hard, but nothing is happening.
123
274280
1815
усердно трудятся,
но в итоге нет никакого результата.
но в итоге нет никакого результата.
04:48
That's actually not quite true.
124
276095
1520
Вообще-то это не так.
04:49
This is a curve of the gain in fusion
125
277615
1992
На этом графике показан
рост использования синтеза
рост использования синтеза
04:51
over the last 30 years or so,
126
279607
2192
за последние 30 или около того лет.
04:53
and you can see that we're making now
127
281799
1558
Как вы можете видеть,
сейчас мы синтезируем энергии
сейчас мы синтезируем энергии
04:55
about 10,000 times more fusion than we used to
128
283357
2833
в 10 000 раз больше по сравнению с тем,
04:58
when we started.
129
286190
1074
когда мы только начинали.
04:59
That's a pretty good gain.
130
287264
995
Достаточно хороший результат.
05:00
As a matter of fact, it's as fast
131
288259
1986
На самом деле,
развитие идёт так же быстро,
развитие идёт так же быстро,
05:02
as the fabled Moore's Law
132
290245
1700
как и развитие легендарного закона Мура,
05:03
that defined the amount of transistors
133
291945
2204
который определил
количество транзисторов,
количество транзисторов,
05:06
they can put on a chip.
134
294149
1517
которые можно установить на чип.
05:07
Now, this dot here is called JET,
135
295666
3005
Эта точка в центре экрана
называется СЕТ —
называется СЕТ —
05:10
the Joint European Torus.
136
298671
1423
Совместный Европейский Тор
05:12
It's a big tokamak donut in Europe,
137
300094
2430
Это большой
термоядерный пончик в Европе.
термоядерный пончик в Европе.
05:14
and this machine in 1997
138
302524
3070
И в 1997 году эта машина
05:17
produced 16 megawatts of fusion power
139
305594
3224
произвела 16 мегаватт
синтезированной энергии
синтезированной энергии
05:20
with 17 megawatts of heat.
140
308818
2158
с использованием 17 мегаватт теплоты.
05:22
Now, you say, that's not much use,
141
310976
1805
Вы можете сказать, что толку то мало,
05:24
but it's actually pretty close,
142
312781
1711
но мы очень близки к разрешению задачи,
05:26
considering we can get
143
314492
1040
если учесть,
что сейчас мы можем произвести
что сейчас мы можем произвести
05:27
about 10,000 times more than we started.
144
315532
2307
в 10 тысяч раз больше,
чем в самом начале.
чем в самом начале.
05:29
The second dot here is the NIF.
145
317839
2613
Вторая точка называется НКЗ —
05:32
It's the National Ignition Facility.
146
320452
2286
Национальный комплекс зажигания.
05:34
It's a big laser machine in the U.S.,
147
322738
2526
Это большая лазерная машина в США.
05:37
and last month they announced
148
325264
1277
И в прошлом месяце они объявили
05:38
with quite a bit of noise
149
326541
1853
с достаточно широкой оглаской о том,
05:40
that they had managed to make more fusion energy
150
328394
2158
что они смогли
синтезировать энергии больше,
синтезировать энергии больше,
05:42
from the fusion
151
330552
1590
чем та энергия,
05:44
than the energy that they put in
the center of the ping pong ball.
the center of the ping pong ball.
152
332142
2856
которая была заложена
в центр мячика для пинг-понга.
в центр мячика для пинг-понга.
05:46
Now, that's not quite good enough,
153
334998
1825
Это не так уж и хорошо,
05:48
because the laser to put that energy in
154
336823
1700
потому что лазер, использованный
для помещения этой энергии внутрь,
для помещения этой энергии внутрь,
05:50
was more energy than that,
155
338523
1732
сам по себе был энергозатратным.
05:52
but it was pretty good.
156
340255
2040
Но всё равно результат хороший.
05:54
Now this is ITER,
157
342295
1727
А это ИТЭР,
05:56
pronounced in French: EE-tairh.
158
344022
2058
произносится по-французски как ИТЭЭ.
05:58
So this is a big collaboration of different countries
159
346080
3131
Это уже продукт
сотрудничества нескольких стран,
сотрудничества нескольких стран,
06:01
that are building a huge magnetic donut
160
349211
1855
которые строят
гигантский магнитный пончик
гигантский магнитный пончик
06:03
in the south of France,
161
351066
1944
в Южной Франции.
06:05
and this machine, when it's finished,
162
353010
2008
Эта машина по завершению
06:07
will produce 500 megawatts of fusion power
163
355018
2778
должна будет произвести 500 мегаватт
синтезированной энергии
синтезированной энергии
06:09
with only 50 megawatts to make it.
164
357796
2400
с использованием всего 50 мегаватт.
06:12
So this one is the real one.
165
360196
1186
И это уже действительно что-то.
06:13
It's going to work.
166
361382
732
И она будет работать.
06:14
That's the kind of machine that makes energy.
167
362114
2192
Специальная машина,
чтобы производить энергию.
чтобы производить энергию.
06:16
Now if you look at the graph, you will notice
168
364306
1756
Если вы посмотрите
на этот график, то заметите,
на этот график, то заметите,
06:18
that those two dots are a little bit
169
366062
1505
что две эти точки находятся немного
06:19
on the right of the curve.
170
367567
1042
правее от линии графика.
06:20
We kind of have fallen off the progress.
171
368609
1936
Наше продвижение вперёд
слегка застопорилось.
слегка застопорилось.
06:22
Actually, the science to make those machines
172
370545
1989
На самом деле, сейчас наука уже готова
06:24
was really in time
173
372534
1536
изобрести такую машину,
06:26
to produce fusion during that curve.
174
374070
2836
которая будет производить
синтез дальше по кривой.
синтез дальше по кривой.
06:28
However, there has been a bit of politics going on,
175
376906
2739
Однако произошли
кое-какие политические вмешательства,
кое-какие политические вмешательства,
06:31
and the will to do it was not there,
176
379645
2132
и желание исполнить задуманное
не воплотилось,
не воплотилось,
06:33
so it drifted to the right.
177
381777
1678
поэтому точки сдвинулись вправо.
06:35
ITER, for example, could have been built
178
383455
2056
Например,
ИТЭР могла бы уже быть построена
ИТЭР могла бы уже быть построена
06:37
in 2000 or 2005,
179
385511
1851
ещё в 2000 или 2005.
06:39
but because it's a big international collaboration,
180
387362
2445
Но, т.к. это проект
международного сотрудничества,
международного сотрудничества,
06:41
the politics got in and it delayed it a bit.
181
389807
2448
и без политики никуда,
всё пришлось немного отложить.
всё пришлось немного отложить.
06:44
For example, it took them about three years
182
392255
1624
Например, потребовалось три года,
06:45
to decide where to put it.
183
393879
1568
чтобы выбрать место, где её строить.
06:47
Now, fusion is often criticized
184
395447
2536
Кроме того, синтез часто критикуют
06:49
for being a little too expensive.
185
397983
1600
за то, что он слишком дорого стоит.
06:51
Yes, it did cost
186
399583
1541
Да, чтобы выйти на сегодняшний уровень,
06:53
a billion dollars or two billion dollars a year
187
401124
2036
нам потребовался миллиард долларов
06:55
to make this progress.
188
403160
1193
или два миллиарда долларов в год.
06:56
But you have to compare that to the cost
189
404353
1590
Но давайте сравним с затратами
06:57
of making Moore's Law.
190
405943
1240
на открытие закона Мура.
06:59
That cost way more than that.
191
407183
1888
Это знание стоило человечеству
намного больше.
намного больше.
07:01
The result of Moore's Law
192
409071
1518
Результатом открытия закона Мура
07:02
is this cell phone here in my pocket.
193
410589
1936
стал вот этот телефон у меня в кармане.
07:04
This cell phone, and the Internet behind it,
194
412525
2229
Этот телефон и возможность
выхода в Интернет с него
выхода в Интернет с него
07:06
cost about one trillion dollars,
195
414754
2680
стоил около одного триллиона долларов.
07:09
just so I can take a selfie
196
417434
3231
Столько денег просто для того,
чтобы я мог сфотографировать себя
чтобы я мог сфотографировать себя
07:12
and put it on Facebook.
197
420665
2574
и выложить фото на Фейсбук.
07:15
Then when my dad sees that,
198
423239
1501
И когда мой отец увидит моё фото,
07:16
he'll be very proud.
199
424740
3180
он будет мной очень гордиться.
07:19
We also spend about 650 billion dollars a year
200
427920
3908
Также мы тратим
около 650 миллиардов долларов в год
около 650 миллиардов долларов в год
07:23
in subsidies for oil and gas
201
431828
2302
на вложения в нефтегазовую отрасль
07:26
and renewable energy.
202
434130
1630
и сферу возобновляемой энергии.
07:27
Now, we spend one half of a percent of that on fusion.
203
435760
4174
Это уже половина от того,
что мы бы тратили на синтез.
что мы бы тратили на синтез.
07:31
So me, personally, I don't think it's too expensive.
204
439934
2648
Поэтому лично мне
синтез не кажется таким уж дорогим.
синтез не кажется таким уж дорогим.
07:34
I think it's actually been shortchanged,
205
442582
1780
Более того, я думаю,
что цена только кажется большой,
что цена только кажется большой,
07:36
considering it can solve all our energy problems
206
444362
2392
если учесть, что так мы можем
решить свои энергетические проблемы
решить свои энергетические проблемы
07:38
cleanly for the next couple of billions of years.
207
446754
2674
по крайней мере
на два миллиарда лет вперёд.
на два миллиарда лет вперёд.
07:41
Now I can say that, but I'm a little bit biased,
208
449428
2660
Я, конечно, много могу говорить об этом,
но моё мнение субъективно,
но моё мнение субъективно,
07:44
because I started a fusion company
209
452088
1888
потому что я являюсь
основателем компании по синтезу,
основателем компании по синтезу,
07:45
and I don't even have a Facebook account.
210
453976
2558
и у меня даже нет странички в Фейсбуке.
07:48
So when I started this fusion company in 2002,
211
456534
5383
Когда я только основал
компанию по синтезу в 2002 году,
компанию по синтезу в 2002 году,
07:53
I knew I couldn't fight with the big lads.
212
461917
2842
Я понимал, что не смогу
конкурировать с большими компаниями.
конкурировать с большими компаниями.
07:56
They had much more resources than me.
213
464759
1577
У них было намного больше ресурсов
по сравнению со мной.
по сравнению со мной.
07:58
So I decided I would need to find a solution
214
466336
2240
Поэтому мне необходимо было
найти решение,
найти решение,
08:00
that is cheaper and faster.
215
468576
1887
которое бы оказалось быстрее и дешевле.
08:02
Now magnetic and laser fusion
216
470463
1910
Магнитный и лазерный синтез —
08:04
are pretty good machines.
217
472373
1431
хорошие аппараты.
08:05
They are awesome pieces of technology,
218
473804
1441
Это отличное достижение
в области технологий.
в области технологий.
08:07
wonderful machines, and they have shown
219
475245
1874
Удивительные устройства,
которые показали,
которые показали,
08:09
that fusion can be done.
220
477119
1479
что синтез можно сделать.
08:10
However, as a power plant,
221
478598
1954
Однако если рассматривать их
с точки зрения электростанции,
с точки зрения электростанции,
08:12
I don't think they're very good.
222
480552
1871
то для этих целей
они не достаточно хороши.
они не достаточно хороши.
08:14
They're way too big, way too complicated,
223
482423
2057
Их размеры слишком велики,
а устройство слишком сложное,
а устройство слишком сложное,
08:16
way too expensive,
224
484480
1138
плюс это всё слишком затратно,
08:17
and also, they don't deal very much
225
485618
1756
и они не очень ладят
08:19
with the fusion energy.
226
487374
1274
с синтезируемой энергией.
08:20
When you make fusion, the energy comes out
227
488648
1758
Когда происходит синтез,
энергия выделяется в виде нейтронов,
энергия выделяется в виде нейтронов,
08:22
as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma.
228
490406
2668
быстро двигающихся нейтронов,
которые получаются из плазмы.
которые получаются из плазмы.
08:25
Those neutrons hit the wall of the machine.
229
493074
2260
Эти нейтроны
сталкиваются со стенками аппарата
сталкиваются со стенками аппарата
08:27
It damages it.
230
495334
1385
и наносят ему урон.
08:28
And also, you have to catch
the heat from those neutrons
the heat from those neutrons
231
496719
1964
Кроме того, вам нужно собрать тепло,
исходящее от этих нейтронов
исходящее от этих нейтронов
08:30
and run some steam to spin a turbine somewhere,
232
498683
2433
и направить пар,
что бы тот раскручивал где-то турбину.
что бы тот раскручивал где-то турбину.
08:33
and on those machines,
233
501116
1284
Но при разработке тех устройств,
08:34
it was all a bit of an afterthought.
234
502400
2631
понимание этого пришло уже потом.
08:37
So I decided that surely there
is a better way of doing that.
is a better way of doing that.
235
505031
3151
Поэтому я подумал, что обязательно
должен быть другой способ решения задачи.
должен быть другой способ решения задачи.
08:40
So back to the literature,
236
508182
1284
Тогда я опять вернулся к книгам
08:41
and I read about the fusion everywhere.
237
509466
1992
и прочитал всё, что мог, о синтезе.
08:43
One way in particular attracted my attention,
238
511458
2722
Один из способов привлёк моё внимание.
08:46
and it's called magnetized target fusion,
239
514180
2090
Он называется Магнитный Целевой Синтез,
08:48
or MTF for short.
240
516270
2588
или сокращённо МЦС.
08:50
Now, in MTF, what you want to do
241
518858
2442
Итак, как устроена конструкция МЦС:
08:53
is you take a big vat
242
521300
1970
берём большой чан,
08:55
and you fill that with liquid metal,
243
523270
2016
наполняем его жидким металлом,
08:57
and you spin the liquid metal
244
525286
1520
потом раскручиваете жидкий металл
08:58
to open a vortex in the center,
245
526806
1648
чтобы получилась воронка в центре,
09:00
a bit like your sink.
246
528454
1136
тоже происходит и у вас в раковине:
09:01
When you pull the plug on a sink, it makes a vortex.
247
529590
2104
когда вы вытаскиваете пробку в раковине,
появляется воронка.
появляется воронка.
09:03
And then you have some pistons driven by pressure
248
531694
2396
Дальше в действие вступают поршни,
которые работают
которые работают
09:06
that goes on the outside,
249
534090
1476
за счёт давления извне,
09:07
and this compresses the liquid metal
250
535566
1920
и прижимают жидкий металл
09:09
around the plasma, and it compresses it,
251
537486
1762
к плазме, которая по мере сжатия
09:11
it gets hotter, like a laser,
252
539248
1654
нагревается подобно лазеру,
09:12
and then it makes fusion.
253
540902
1226
и в итоге происходит синтез.
09:14
So it's a bit of a mix
254
542128
920
Так что получается,
что это устройство —
что это устройство —
09:15
between a magnetized fusion
255
543048
1655
это смесь между магнитным
09:16
and the laser fusion.
256
544703
1983
и лазерным синтезом.
09:18
So those have a couple of very good advantages.
257
546686
2773
И у нового устройства
есть два существенных преимущества:
есть два существенных преимущества:
09:21
The liquid metal absorbs all the neutrons
258
549459
2343
жидкий метал поглощает нейтроны,
09:23
and no neutrons hit the wall,
259
551802
1756
и они не бьются в стенку,
09:25
and therefore there's no damage to the machine.
260
553558
2136
поэтому нет никакого ущерба аппарату.
09:27
The liquid metal gets hot,
261
555694
1456
Жидкий металл нагревается,
09:29
so you can pump that in a heat exchanger,
262
557150
2000
и это тепло
можно выводить на теплообменник,
можно выводить на теплообменник,
09:31
make some steam, spin a turbine.
263
559150
1880
произвести пар, раскрутить турбину.
09:33
So that's a very convenient way of doing
264
561030
1179
Таким образом, очень удобно организовать
09:34
this part of the process.
265
562209
1260
эту часть процесса.
09:35
And finally, all the energy to make the fusion happen
266
563469
3591
И, наконец, вся энергия,
затраченная на синтез,
затраченная на синтез,
09:39
comes from steam-powered pistons,
267
567060
2135
идёт от поршней,
приводимых в движение с помощью пара,
приводимых в движение с помощью пара,
09:41
which is way cheaper than lasers
268
569195
1656
что намного дешевле лазера
09:42
or superconducting coils.
269
570851
1894
или сверхпроводящих катушек.
09:44
Now, this was all very good
270
572745
1488
Да, всё это хорошо,
09:46
except for the problem that it didn't quite work.
271
574233
2504
кроме одного —
это аппарат не совсем сработал.
это аппарат не совсем сработал.
09:48
(Laughter)
272
576737
1870
(Смех)
09:50
There's always a catch.
273
578607
1296
Всегда есть одно «но».
09:51
So when you compress that,
274
579903
1514
Когда процесс сжатия завершён,
09:53
the plasma cools down
275
581417
1924
плазма остывает быстрее,
09:55
faster than the compression speed,
276
583341
1628
чем скорость сжатия.
09:56
so you're trying to compress it,
277
584969
1313
Если в процессе сжатия
09:58
but the plasma cooled down and
cooled down and cooled down
cooled down and cooled down
278
586282
2335
плазма всё остывает,
и остывает, и остывает,
и остывает, и остывает,
10:00
and then it did absolutely nothing.
279
588617
1941
то ничего не происходит.
10:02
So when I saw that, I said,
well, this is such a shame,
well, this is such a shame,
280
590558
2035
Когда я заметил это,
то сказал: «Как же обидно!»
то сказал: «Как же обидно!»
10:04
because it's a very, very good idea.
281
592593
1750
Идея-то очень хорошая.
10:06
So hopefully I can improve on that.
282
594343
2354
Так что, может быть,
я смогу её доработать.
я смогу её доработать.
10:08
So I thought about it for a minute,
283
596697
1095
Я подумал об этом в течение минуты
10:09
and I said, okay, how can we make that work better?
284
597792
2077
и сказал:
«Хорошо, как мы можем это улучшить?»
«Хорошо, как мы можем это улучшить?»
10:11
So then I thought about impact.
285
599869
1858
И тогда я подумал об ударной силе.
10:13
What about if we use a big hammer
286
601727
1834
Что если мы возьмём большой молот,
10:15
and we swing it and we hit the nail like this,
287
603561
2532
замахнёмся и ударим по гвоздю вот так.
10:18
in the place of putting the hammer on the nail
288
606093
1974
И в место, где молот
соприкасается со шляпкой гвоздя,
соприкасается со шляпкой гвоздя,
10:20
and pushing and try to put it in? That won't work.
289
608067
2195
засунуть, установить устройство.
Не, не получится.
Не, не получится.
10:22
So what the idea is
290
610262
1931
Так родилась мысль
10:24
is to use the idea of an impact.
291
612193
1744
использовать идею ударной силы.
10:25
So we accelerate the pistons with steam,
292
613937
2082
Мы ускоряем паром поршни,
10:28
that takes a little bit of time,
293
616019
1279
на это нужно некоторое время,
10:29
but then, bang! you hit the piston,
294
617298
1983
а потом — бам! ударяем по поршню,
10:31
and, baff!, all the energy is done instantly,
295
619281
2552
и, бац!, тут же получаем всю энергию,
10:33
down instantly to the liquid,
296
621833
1596
которая тут же переходит в жидкость,
10:35
and that compresses the plasma much faster.
297
623429
2050
которая сжимает плазму намного быстрее.
10:37
So I decided, okay, this is good, let's make that.
298
625479
2448
И я подумал, что да, это может
сработать, давайте попробуем воплотить.
сработать, давайте попробуем воплотить.
10:39
So we built this machine in this garage here.
299
627927
3725
Тогда мы построили
этот аппарат в этом гараже.
этот аппарат в этом гараже.
10:43
We made a small machine
300
631652
1085
Собрали небольшое устройство,
10:44
that we managed to squeeze
301
632737
1972
с помощью которого нам даже удалось
10:46
a little bit of neutrons out of that,
302
634709
1648
добыть немного нейтронов.
10:48
and those are my marketing neutrons,
303
636357
2201
Это были маркетинговые нейтроны,
10:50
and with those marketing neutrons,
304
638558
1443
и с их помощью,
10:52
then I raised about 50 million dollars,
305
640001
2599
я заработал около 50 миллионов долларов
10:54
and I hired 65 people. That's my team here.
306
642600
2890
и нанял 65 человек. Это моя команда.
10:57
And this is what we want to build.
307
645490
1582
А это то, что мы хотим построить.
10:59
So it's going to be a big machine,
308
647072
1514
Это будет большой аппарат
11:00
about three meters in diameter,
309
648586
1474
около трёх метров в диаметре
11:02
liquid lead spinning around,
310
650060
1802
внутри циркулирует жидкий свинец,
11:03
big vortex in the center,
311
651862
1592
в центре — большая воронка,
11:05
put the plasma on the top and on the bottom,
312
653454
2320
помещаем плазму сверху и снизу,
11:07
piston hits on the side,
313
655774
1426
поршни толкают сбоку,
11:09
bang!, it compresses it,
314
657200
1510
и, бам!, происходит сжатие,
11:10
and it will make some energy,
315
658710
1284
и производится
некоторое количество энергии,
некоторое количество энергии,
11:11
and the neutron will come out in the liquid metal,
316
659994
2392
а нейтроны оседают в жидком металле.
11:14
going to go in a steam engine and make the turbine,
317
662386
2600
Всё это будет соединяться
с паровым двигателем и турбиной,
с паровым двигателем и турбиной,
11:16
and some of the steam will go back
318
664986
1506
а часть пара будет использована,
11:18
to fire the piston.
319
666492
998
чтобы приводить поршни в движение.
11:19
We're going to run that about one time per second,
320
667490
1890
Этот процесс
будет повторяться раз в секунду,
будет повторяться раз в секунду,
11:21
and it will produce 100 megawatts of electricity.
321
669380
5384
и в итоге мы произведём
100 мегаватт электричества.
100 мегаватт электричества.
11:26
Okay, we also built this injector,
322
674764
1685
Хорошо.
Дальше мы построили этот инжектор,
Дальше мы построили этот инжектор,
11:28
so this injector makes the plasma to start with.
323
676449
2287
который произведёт начальную плазму.
11:30
It makes the plasma at about
324
678736
1715
Он производит плазму температурой
11:32
a lukewarm temperature of three million degrees C.
325
680451
3975
около трёх миллионов градусов Цельсия.
11:36
Unfortunately, it doesn't last quite long enough,
326
684426
2207
К сожалению, надолго её не хватает,
11:38
so we need to extend the life
of the plasma a little bit,
of the plasma a little bit,
327
686633
3135
и нам нужно немного увеличить
продолжительность жизни плазмы.
продолжительность жизни плазмы.
11:41
but last month it got a lot better,
328
689768
1632
Но в прошлом месяце
уже наблюдались кое-какие улучшения,
уже наблюдались кое-какие улучшения,
11:43
so I think we have the plasma compressing now.
329
691400
2585
так что сейчас у нас есть
плазма для сжатия.
плазма для сжатия.
11:45
Then we built a small sphere, about this big,
330
693985
2556
Потом мы построили небольшую сферу,
примерно таких размеров,
примерно таких размеров,
11:48
14 pistons around it,
331
696541
1466
и 14 поршней вокруг,
11:50
and this will compress the liquid.
332
698007
2324
которые будут сжимать жидкость.
11:52
However, plasma is difficult to compress.
333
700331
2105
Однако плазму не так-то легко сжать.
11:54
When you compress it,
334
702436
789
Когда её сжимают,
11:55
it tends to go a little bit crooked like that,
335
703225
2552
она немного деформируется вот так,
11:57
so you need the timing of the piston
336
705777
1608
и нужно очень хорошо подгадать время,
11:59
to be very good,
337
707385
1096
когда должны работать поршни.
12:00
and for that we use several control systems,
338
708481
2672
Для этого мы используем
несколько систем управления,
несколько систем управления,
12:03
which was not possible in 1970,
339
711153
2202
что было невозможно в 1970.
12:05
but we now can do that
340
713355
1392
А сейчас мы можем это сделать
12:06
with nice, new electronics.
341
714747
3292
при наличии чудесной новой электроники.
12:10
So finally, most people think that fusion
342
718039
2529
В заключении хочу сказать,
что многие люди считают, что синтез —
что многие люди считают, что синтез —
12:12
is in the future and will never happen,
343
720568
2152
это технология будущего,
которая никогда не станет реальной.
которая никогда не станет реальной.
12:14
but as a matter of fact, fusion is getting very close.
344
722720
3094
Но на самом деле, технология синтеза
практически воплощена.
практически воплощена.
12:17
We are almost there.
345
725814
1076
Мы почти сделали это.
12:18
The big labs have shown that fusion is doable,
346
726890
2637
Исследования в серьёзных лабораториях
показали, что это возможно.
показали, что это возможно.
12:21
and now there are small companies
that are thinking about that,
that are thinking about that,
347
729527
2307
И теперь об этом
задумались компании поменьше,
задумались компании поменьше,
12:23
and they say, it's not that it cannot be done,
348
731834
2361
которых больше интересует
не возможность сделать это,
не возможность сделать это,
12:26
but it's how to make it cost-effectively.
349
734195
2105
а как сделать это
экономически-эффективным.
экономически-эффективным.
12:28
General Fusion is one of those small companies,
350
736300
2153
General Fusion — это одна
из этих маленьких компаний.
из этих маленьких компаний.
12:30
and hopefully, very soon, somebody, someone,
351
738453
3318
Я надеюсь, что очень скоро кто-нибудь
12:33
will crack that nut,
352
741771
1283
сможет расколоть этот орешек.
12:35
and perhaps it will be General Fusion.
353
743054
1574
Возможно, это будет General Fusion.
12:36
Thank you very much.
354
744628
1779
Спасибо большое.
12:38
(Applause)
355
746407
4180
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Michel Laberge - Plasma physicistIn a lab near Vancouver, Michel Laberge and his team at General Fusion are building a prototype fusion reactor that mimics the processes of the sun to produce cheap, clean and abundant energy.
Why you should listen
Fusion, putting it briefly, is what happens inside the sun: intense heat and pressure combine to convert hydrogen into helium, releasing heat and energy in a self-sustaining reaction. Harnessing that same kind of reaction could someday solve the energy crisis here on Earth, and the US (at the National Ignition Facility in California, using the world's most powerful laser), Europe (at ITER) and China are all working on fusion in multi-billion-dollar labs. Meanwhile, just outside Vancouver, a private-government collaboration spending millions-with-an-m is keeping pace.
At General Fusion, plasma physicist Michel Laberge hopes to start a fusion reaction by combining several techniques in one reactor. Inside a spherical chamber, molten lead-lithium is spun up into a vortex, then shot with a pulse of magnetically contained plasma -- meanwhile, around the edge of the sphere, an array of pistons will drive a pressure wave into the center of the sphere, compressing the plasma to fusion conditions. General Fusion is designing and protoyping each piece of this system.
More profile about the speakerAt General Fusion, plasma physicist Michel Laberge hopes to start a fusion reaction by combining several techniques in one reactor. Inside a spherical chamber, molten lead-lithium is spun up into a vortex, then shot with a pulse of magnetically contained plasma -- meanwhile, around the edge of the sphere, an array of pistons will drive a pressure wave into the center of the sphere, compressing the plasma to fusion conditions. General Fusion is designing and protoyping each piece of this system.
Michel Laberge | Speaker | TED.com