تیلور ویلسون: ایده‌ی جنجالی من در مورد رآکتورهای شکافت هسته‌ای

من امروز خبر بزرگی را اعلام خواهم کرد، و به همین دلیل واقعاً هیجان زده هستم. وشاید این خبر کمی برای کسانی که در جریان تحقیقات و کارهای من هستند و شاید این خبر کمی برای کسانی که در جریان تحقیقات و کار های من هستند کمی غافلگیر کننده باشد. من به طور جدی بر روی چند مسئله ی بزرگ کار می کنم: مبارزه با تروریسم، تروریسم هسته ای، و بهداشت و تشخیص و درمان سرطان، اما وقتی من شروع به کار بر روی این موضوعات کردم، متوجه شدم که اصلی ترین مشکلی که با آن مواجه هستیم، و سایر مشکلات در مقایسه با آن در درجه‌ی دوم اهمیت قرار می گیرند، انرژی است، الکتریسیته، جریان الکترون ها. و من تصمیم گرفتم که این مشکل را حل کنم. و من تصمیم گرفتم که این مشکل را حل کنم.
و این موضوع احتمالاً چیزی نیست که شما انتظار دارید درباره ی آن صحبت کنم. احتمالاً انتظار دارید روی صحنه بیایم، و درباره ی هم جوشی (یکی از فرآیند های هسته ای) صحبت کنم، زیرا این کاری است که در بیشتر زندگیم انجام داده ام. اما این سخنرانی درباره ی، خیلی خب -- (خنده ی حاضرین) -- اما این سخنرانی درباره ی شکافت (یک فرآیند دیگر هسته ای) است. این ایده درباره ی بهبود سازی یک ایده ی قدیمی، و تحقق بخشیدن به آن در قرن ۲۱ است.
اجازه بدهید کمی درباره ی نحوه ی عملکرد شکافت هسته ای صحبت کنیم. در یک نیروگاه هسته ای، ظرف بزرگی از آب تحت فشار بالا، و چند میله ی سوختی با پوشش زیرکونیم وجود دارند، و چند میله ی سوختی با پوشش زیرکونیم وجود دارند، و درون آن ها قرص هایی از جنس اورانیم دی اکسید وجود دارند، و یک واکنش شکافت در سطح مشخصی رخ می دهد، و آن واکنش آب را گرم می کند، آب تبدیل به بخار می شود، بخار توربین را می چرخاند، و شما از این حرکت انرژی الکتریکی به دست می آورید. این همان روشی است که ما در صد سال اخیر با آن الکتریسیته تولید کرده ایم، یعنی همان ایده ی موتور بخار، و انرژی هسته ای پیشرفت بسیار بزرگی در گرم کردن آب است، اما شما همچنان آب را می جوشانید و آب به بخار تبدیل می شود و توربین را می چرخاند.
و من با خودم فکر کردم، آیا این بهترین روش بری انجام این کار است؟ آیا تکنولوژی شکافت جای بیشتری برای ابتکار ندارد، یا همچنان می توان ایده ای برای بهبود سازی این ایده داد؟ و من فهمیدم که به نکته‌ای دست پیدا کرده ام، که به نظر من چنان قدرت نهفته ای دارد که می تواند دنیا را دگرگون کند. و این ایده ی من است.
این یک رآکتور قابل حمل است. این رآکتور به بزرگی رآکتوری که در تصویر اسلاید می بینید نیست. این رآکتور بین ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق تولید می کند. این میزان از قدرت واقعاً زیاد است. این قدرت می تواند به طور متوسط، برق ۲۵٫۰۰۰ تا ۱۰۰٫۰۰۰ خانه را تأمین کند. اما نکته ی بسیار جالب درباره ی این رآکتور ها این است که، آن ها درون یک کارخانه ساخته می شوند. بنابراین آن ها رآکتور های قابل حملی هستند که در یک خط تولید ساخته می شوند، بنابراین آن ها رآکتور های قابل حملی هستند که در یک خط تولید ساخته می شوند، و می توانند به هر نقطه ای از دنیا منتقل شوند، و در هر جایی که نصب شوند، می توانند برق تولید کنند. این قسمت در این جا رآکتور است.
و رآکتور در زیر زمین مدفون است، و این نکته بسیار مهم است. کسانی که فعالیت های زیادی بر علیه تروریسم انجام داده اند، به خوبی می دانند که مدفون بودن یک سیستم تا چه حد به مسائل امنیتی کمک می کند. که مدفون بودن یک سیستم تا چه حد به مسائل امنیتی کمک می کند.
و درون این رآکتور یک نوع نمک مذاب قرار دارد، بنابراین کسانی که با توریوم آشنا هستند، از شنیدن این خبر خوشحال خواهند شد، چون این رآکتور ها به خوبی می توانند چرخه ی سوخت توریوم را به وجود بیاورند و از آن به عنوان سوخت استفاده کنند، اورانیم-۲۳۳.
اما من واقعاً در مورد سوخت نگران نیستم. شما می توانید این دستگاه ها را تغذیه کنید -- اما آن ها مصرف بسیار بالایی دارند، آن ها مانند کوره های سوزاندن اسلحه هستند، به عبارت دیگر آن ها از اورانیوم غنی شده و پلوتونیم مخصوصا سلاح های هسته ای که خلوص آن ها پایین آمده است استفاده می کنند. میزان خلوص این ماده به حدی می رسد که دیگر برای یک سلاح هسته ای قابل استفاده نیست، اما آن ها از این ماده به خوبی انرژی تولید می کنند. سلاح های هسته ای زیادی در کشور ما روی دست دولت مانده اند، و یک دغدغه ی بزرگ شده اند. می دانید، در جنگ سرد، ما زرّاد خانه ی بزرگی از سلاح های هسته ای ساختیم، خیلی خب، اما دیگر به آن ها نیاز نداریم، اما با این مواد زائد چه کار باید کرد؟ ما باید با این توده‌ی عظیم از سلاح های هسته ای چه کار کنیم؟ خیلی خب، ما آن ها را بی خطر می کنیم، و بهترین کار این است که آن ها را بسوزانیم، از آن ها استفاده کنیم، و این رآکتور می تواند از این مواد انرژی تولید کند.
پس این رآکتور از نمک مذاب استفاده می کند. این رآکتور یک مغزه دارد، که در آن حرارت از نمک داغ، یا همان نمک رادیواکتیو، به نمک سرد که رادیواکتیو نیست داده می شود. نمک بیرون از لحاظ حرارتی گرم است ولی رادیواکتیو نیست. اما سیستم مبادله گر حرارتی که در این دستگاه وجود دارد آن را فوق العاده جالب می کند، این تبادل حرارتی از طریق یک گاز صورت می گیرد. بنابراین دوباره به اصل تمامی روش های تولید برق باز می گردیم، -- خب، البته به غیر از انرژی خورشیدی -- یعنی تولید برق از طریق تولید بخار با جوشاندن آب و چرخاندن پره ی توربین به وسیله ی آن، این روش بازده چندان بالایی ندارد، و در حقیقت، در یک نیروگاه هسته ای مثل این، این روش کمتر از ۳۰ تا ۳۵ درصد بازدهی دارد. این بازده میزان برق تولیدی از سیستم، به میزان انرژی حرارتی تولید شده از رآکتور است. و دلیل این که در این رآکتور ها بازده تا این حد پایین است کار کردن در دما های بسیار پایین است. این رآکتور ها در بازه ی دمایی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه ی سانتیگراد کار می کنند. این رآکتور ها در بازه ی دمایی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه ی سانتیگراد کار می کنند. اما رآکتور های ابداعی من در بازه ی ۶۰۰ تا ۷۰۰ درجه ی سانتیگراد کار می کنند، و هر چه شما در دمای بیشتری کار کنید، طبق قوانین ترمودینامیک بازده بیشتری خواهید داشت. (قانون کارنو) و این رآکتور از آب استفاده نمی کند. بلکه از گاز استفاده می کند، کربن دی اکسید یا هلیم در شرایط فوق بحرانی (فشار و دمای بسیار بالا)، و این سیال به درون یک توربین می رود، و به این سیستم چرخه ی برایتون گفته می شود. این چرخه ی ترمودینامیکی است که برق تولید می کند، و این سیستم چیزی در حدود ۵۰ درصد بازدهی دارد، بین ۴۵ تا ۵۰ درصد. و من واقعاً از این بابت هیجان زده هستم، چون این رآکتور مغزه ی بسیار فشرده ای دارد. رآکتور های نمک مذاب نیز به همین دلیل خیلی جمع و جور هستند، اما نکته ی جالب دیگری که وجود دارد این است که شما الکتریسیته ی خیلی بیشتری به ازای اورانیومی که در فرآیند شکافت استفاده می کنید، و تازه به این مسئله که این سوخت می سوزد اشاره ای نکردم. سوختن این سوخت به مراتب انرژی بیشتری تولید می کند. پس به ازای میزان مشخصی از این سوخت که در رآکتور قرار می دهید، میزان بیشتری انرژی تولید خواهید کرد.
و این که مشکل نیروگاه های هسته ای سابق مثل این تصویر درون اسلاید این است که، سوخت شما میله هایی هستند که پوششی از جنس زیرکونیم دارند، و درون آن ها قرص های سوختی اورانیم دی اکسید قرار دارند. خب، اورانیوم دی اکسید از جنس سرامیک است، و سرامیک به تبع ذاتش چیزی که درون آن است را آزاد نمی کند. بنابراین شما چیزی خواهید داشت به نام ظرف زنون (به معنای ناشناخته)، و بعضی از این محصولات شکافت، نوترون ها را به شدت جذب می کنند. آن ها نوترون هایی که در این فضا در حرکت هستند و کمک می کنند که این واکنش رخ دهد را به شدت جذب می کنند. و آن ها این نوترون ها را جذب می کنند، و با اضافه کردن این مورد که، پوشش آن ها مدت زیادی باقی نمی ماند، نتیجه می گیریم که شما می توانید این رآکتور ها را به زحمت به مدت ۱۸ ماه بدون جایگزین کردن سوخت آن استفاده کنید. اما رآکتور های ابداعی من به مدت ۳۰ سال بدون جایگزین کردن سوخت کار خواهند کرد، که به نظر من، خیلی خیلی فوق العاده است، زیرا این به این معناست که این دستگاه می تواند یک سیستم بسته و مستقل باشد. عدم نیاز به جایگزین کردن سوخت به این معناست که شما می توانید این سیستم را ایزوله کنید و خطرات احتمالی هنگام تعویض سوخت از بین خواهد رفت، و آن ها دیگر مواد هسته ای یا پرتوزای باقی مانده در درون مغزه هایشان را نخواهند داشت. و آن ها دیگر مواد هسته ای یا پرتوزای باقی مانده در درون مغزه هایشان را نخواهند داشت. و آن ها دیگر مواد هسته ای یا پرتوزای باقی مانده در درون مغزه هایشان را نخواهند داشت.
اما اجازه بدهید مجدداً درباره ی امنیت صحبت کنم، زیرا همه بعد از حادثه ی فوکوشیما [در ژاپن] مجبور شدند درباره ی ایمنی نیروگاه های هسته ای تجدید نظر کنند، و یکی از مواردی که من در طراحی این رآکتور در نظر گرفتم این بود که این رآکتور باید به طور اساسی و کاملاً بی خطر باشد، و من به دو دلیل نسبت به این رآکتور هیجان زده هستم. و من به دو دلیل نسبت به این رآکتور هیجان زده هستم. اول، این که تحت فشار بالا کار نمی کند. رآکتور های قدیمی مانند رآکتور هایی که با آب تحت فشار کار می کنند یا راکتور هایی که با آب جوش کار می کنند، در سیستم خود آب بسیار داغی در فشار بسیار بالا دارند، و در نتیجه اگر در اثر اتفاق، شکافی در این لوله های فولادی ضد خش به وجود بیاید، و در نتیجه اگر در اثر حادثه، شکافی در این لوله های فولادی ضد خش به وجود بیاید، سیال مبادله گر حرارتی از سیستم خارج می شود. اما این رآکتور های ابداعی من در فشار اتمسفری کار می کنند، بنابراین مواد مورد استفاده در فرآیند شکافت هسته ای در صورت رخ دادن حادثه هیچ تمایلی برای خارج شدن از رآکتور ندارند. اگرچه این سیستم در دمای بسیار بالایی کار می کند، و سوخت آن مذاب است، بنابراین دیگر ذوب نخواهد شد، اما اگر به هر دلیلی رآکتور دچار مشکل شود، یا این که کنترل دستگاه را از دست بدهید، مثل اتفاقی که در فوکوشیما افتاد، یک مخزن ضایعات وجود دارد. چون سوخت رآکتور مایع است، و این مایع با سیال خنک کننده مخلوط می شود، می توانید مواد هسته ای را به درون تجهیزات ویژه ی شرایط بحرانی انتقال دهید، می توانید مواد هسته ای را به درون تجهیزات ویژه ی شرایط بحرانی انتقال دهید، که به طور خیلی ساده یک مخزن حاوی مواد جاذب نوترون در زیر رآکتور است. که به طور خیلی ساده یک مخزن حاوی مواد جاذب نوترون در زیر رآکتور است. و این تجهیزات خیلی مهم هستند، زیرا واکنش متوقف خواهد شد. در رآکتور های سنتی، شما نمی توانید چنین کاری انجام دهید. سوخت آن ها، همان طور که گفتم، میله های سوختی شامل سرامیک با پوشش زیرکونیم است، و در صورتی که حادثه ای در یکی از نوع رآکتور ها رخ دهد، مثل فوکوشیما و تری مایل آیلند (نیروگاه هسته ای در سه مایلی پنسیلوانیا که در ۱۹۹۷ دچار حادثه شد و بخشی از آن بدون تلفات جانی ذوب شد.) اجازه بدهید دوباره به حادثه ی تری مایل آیلند نگاهی بیندازیم، مدتی است که این حادثه را مرور نکرده ایم -- اما این پوشش های زیرکونیم روی میله های سوختی، وقتی در معرض آب تحت فشار یا بخار یا محیط مرطوب قرار می گیرند، وقتی در معرض آب تحت فشار یا بخار یا محیط مرطوب قرار می گیرند، شروع به آزاد کردن هیدروژن می کنند، و این هیدروژن تولید شده به حدی خاصیت انفجاری دارد، که می تواند محصولات فرآیند های شکافت هسته ای را آزاد کند. بنابراین تا زمانی که مغزه ی این رآکتور تحت فشار نیست و در نتیجه واکنش شیمیایی رخ نمی دهد، به این معناست که محصولات شکافت هسته ای هیچ تمایلی برای خروج از رآکتور ندارند. به این معناست که محصولات شکافت هسته ای هیچ تمایلی برای خروج از رآکتور ندارند. بنابراین حتی اگر اتفاقی بیفتد، البته رآکتور ممکن است ذوب می شود، و شرکت تولید کننده ی دستگاه متضرر می شود، اما سطح وسیعی از زمین آلوده نخواهد شد. به نظر من، در ۲۰ سال اخیر ما مسیری را برای به حقیقت پیوستن واکنش هم جوشی طی می کردیم، به نظر من، در ۲۰ سال اخیر ما مسیری را برای به حقیقت پیوستن واکنش هم جوشی طی می کردیم، به نظر من، در ۲۰ سال اخیر ما مسیری را برای به حقیقت پیوستن واکنش هم جوشی طی می کردیم، انرژی هسته ای منبعی است که می تواند به ما الکتریسیته ی غیر فسیلی بدهد. انرژی هسته ای منبعی است که می تواند به ما الکتریسیته ی غیر فسیلی بدهد. الکتریسیته ی غیر فسیلی.
و این یک تکنولوژی فوق العاده است، نه تنها به این دلیل که با گرمایش زمین مبارزه می کند، بلکه یک نوآوری بی نظیر است. این روش می تواند انرژی هسته ای را به کشور های در حال توسعه بیاورد، زیرا در کارخانه تولید می شود و ارزان است. شما می توانید آن را به هر جایی از جهان که می خواهید ببرید.
یا در جا های دیگر. وقتی بچه بودم، خیلی به فضا علاقمند بودم. خب، من به انرژی هسته ای هم علاقمند بودم، اما پیش تر به فضا علاقمند بودم، و خیلی دوست داشتم یک فضانورد باشم و سفینه های فضایی را طراحی کنم، و خیلی دوست داشتم یک فضانورد باشم و سفینه های فضایی را طراحی کنم، این ها چیز هایی بودند که همیشه مرا به خود جذب می کردند. اما دوست دارم دوباره به کار روی آن موضوع برگردم، تصور کنید این سفینه تنها یک رآکتور کوچک دارد که ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق تولید می کند. تصور کنید این سفینه تنها یک رآکتور کوچک دارد که ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق تولید می کند. این رؤیای یک طراح سفینه ی فضایی است. این آرزوی کسی است که شهری در سیاره ای دیگر را برای سکونت طراحی می کند. در این صورت نه تنها ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق برای تأمین نیروی پیشرانه ی سفینه ی خود دارید، در این صورت نه تنها ۵۰ تا ۱۰۰ مگاوات برق برای تأمین نیروی پیشرانه ی سفینه ی خود دارید، بلکه وقتی هم به سیاره ی دیگری برسید در آن جا برق خواهید داشت. می دانید، سفینه های فضایی که در طراحی از صفحات خورشیدی یا سلول های سوختی استفاده می کنند، تنها می توانند چند وات یا کیلو وات برق تولید کنند -- وای، این حجم بسیار زیادی از قدرت است. منظور من این است که، ۱۰۰ مگاوات واقعاً قدرت بسیار زیادی است. منظور من این است که، ۱۰۰ مگاوات واقعاً قدرت بسیار زیادی است. این میزان از قدرت می تواند برق یک شهر مریخی را تأمین کند. همین طور می تواند برق یک سفینه ی فضایی را تأمین کند. و امیدوارم شانس این را داشته باشم که درباره ی علاقه ام درباره ی فضا، هم زمان با علاقه ام درباره ی انرژی هسته ای بپردازم. شانس این را داشته باشم که درباره ی علاقه ام درباره ی فضا، هم زمان با علاقه ام درباره ی انرژی هسته ای بپردازم.
و شاید بعضی ها بگویند، "خیلی خب، شاید تو این ایده را عملی کردی، اما این دستگاه رادیواکتیوی است، اگر در فضا اتفاقی بیفتد چه کار خواهی کرد؟" اما ما همیشه از باتری های پلوتونیومی استفاده می کنیم. همه به پروژه ی مریخ نورد کیوریوستی (کنجکاوی) علاقمند هستند، اما این مریخ پیما یک باتری پلوتونیومی بزرگ بر روی خود داشت که از جنس پلوتونیوم-۲۳۸ بود، که فعالیت هسته ای بیشتری در مقایسه با سوخت اورانیمی با میزان غنی سازی پایین این رآکتور های نمک مذاب دارند، که به این معناست که آثار آن قابل چشم پوشی هستند، زیرا شما آن را در حالتی که از ابتدا سرد است راه اندازی می کنید، و وقتی که به فضا فرستاده می شود تازه رآکتور راه اندازی می شود.
من خیلی در مورد این طرح هیجان زده هستم. به نظر من رآکتوری که طراحی کرده ام می تواند منبع جدیدی از انرژی باشد، که انرژی مورد نیاز برای تمامی کار های علمی که نیاز به تمیز بودن انرژی است را تأمین خواهد کرد، و من آمادگی کامل اجرای چنین پروژه ای را دارم. من ماه می از مدرسه فارغ التحصیل شدم، و -- (خنده ی حاضرین) (تشویق حاضرین) -- من ماه می از مدرسه فارغ التحصیل شدم، و تصمیم گرفتم کارخانه ای را راه اندازی کنم تا تکنولوژی هایی که طراحی کرده ام را اقتصادی کند، مثل سنسور های نسل جدید برای تشخیص میزان هسته ای بودن محموله ها و سیستم های تولید کننده ی ایزوتوپ های پزشکی، اما من بیشتر به این پروژه علاقمند هستم، و کم کم دارم تیمی از بهترین افرادی که شانس کار با آن ها را داشته ام تشکیل می دهم، و کم کم دارم تیمی از بهترین افرادی که شانس کار با آن ها را داشته ام تشکیل می دهم، و کاملاً آماده هستم تا این ایده را به واقعیت تبدیل کنم. و به نظر من، این روش می تواند ارزان تر و یا هم قیمت گاز طبیعی باشد، و شما نیازی نخواهد داشت که سوخت این دستگاه را تا مدت ۳۰ سال جایگزین کنید، که برای کشور های در حال توسعه یک مزیت بسیار بزرگ است.
و برای پایان این سخنرانی تنها یک مسئله ی فلسفی را مطرح خواهم کرد، که شاید برای یک دانشمند عجیب باشد. اما به نظر من مسئله ای بسیار شاعرانه‌ای در مورد استفاده از انرژی هسته ای وجود دارد که ما را به سوی ستاره ها سوق می دهد، زیرا ستاره ها رآکتور های هم جوشی عظیمی هستند. آن ها مخازن عظیم هسته ای در آسمان هستند. انرژی که امروز من با آن با شما صحبت می کنم، قبل از این که به انرژی شیمیایی در غذای من تبدیل شود، در اصل از یک واکنش هسته ای به وجود آمده بود، و بنابراین به نظر من یک بحث شاعرانه درباره ی بهبود سازی شکافت هسته ای و بنابراین به نظر من یک بحث شاعرانه درباره ی بهبود سازی شکافت هسته ای و استفاده از آن به عنوان یک منبع انرژی در آینده وجود دارد.
خیلی ممنونم.
(تشویق حاضرین)