021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

چطور میتوان با ضربات هماهنگ شده چکش گداخت هسته ای تولید کرد

Michel Laberge

How synchronized hammer strikes could generate nuclear fusion

Our energy future depends on nuclear fusion, says Michel Laberge. The plasma physicist runs a small company with a big idea for a new type of nuclear reactor that could produce clean, cheap energy. His secret recipe? High speeds, scorching temperatures and crushing pressure. In this hopeful talk, he explains how nuclear fusion might be just around the corner.


تگ های مرتبط :

Alternative Energy, Nuclear Energy, Science
واو، چقدر روشنه. باید کلی انرژی مصرف کنه. خب، رسوندن شما هم به اینجا با هواپیما باید یه خورده ای انرژی برده باشه. پس کل سیاره به مقدار زیادی انرژی احتياج داره، و تا الآن ما بیشتر از سوخت های فسیلی استفاده کرده ایم. ما تا الآن گاز سوزوندیم. سواری خوبی بوده. ما رو به اینجایی رسونده که الآن هستیم، ولی مجبوريم متوقفش کنیم. دیگه نمی تونیم به اینکار ادامه بدیم. ما الآن داریم انواع دیگه ی انرژی رو امتحان میکنیم، انرژی های جایگزین، ولی بهمون اثبات شده که کار سختیه که یک راهی رو پیدا کنیم
که علاوه بر مناسب بودن مقرون به صرفه هم باشه مثل نفت، گاز و زغال سنگ. خود من انرژی هسته ای رو ترجیح میدم. چون، انرژی زیادی ایجاد می کنه، انرژی خوب و قابل اعتمادی تولید می کنه، و دی اکسید کربن هم تولید نمی کنه. ما امروزه دو نوع واکنش هسته ای رو میشناسیم که باعث تولید انرژی میشه : شكافت و هم جوشی. خب در شكافت، ما یک هسته اتم بزرگ رو میگیریم و به دو قسمت تقسیمش میکنیم. که کلی انرژی تولید ميشه، و این همون کاریه که امروزه رآکتور های هسته ای انجام میدن. خیلی خوب هم جواب ميده. و اون یکی هم جوشيست.
من شخصا هم جوشی رو ترجیح میدم كه خیلی بهتره. خب در اینجا ما دو تا هسته اتم کوچک رو میگیریم، میریزیمشون رو هم، و هلیوم درست می کنیم، و این خیلی خوبه. کلی انرژی ایجاد میکنه. این راه تولید انرژی توسط طبیعته. خورشید و تمام ستارگان هستی از هم جوشی تغذیه میشن. خب، یک رآکتور هم جوشی، در حقیقت خیلی مقرون به صرفه خواهد بود و همین طور خیلی ایمن. ضایعات اون فقط تا مدت کوتاهی رادیواکتیو اند، و ذوب نمی شه. و در عین حال، سوخت هم جوشی از اقیانوس گرفته میشه.
شما می تونین سوختش رو از اقیانوس استخراج کنین به ازای حدودا یک هزارم سنت برای هر کیلووات-ساعت، بنابرین خیلی خیلی ارزونه. و اگه انرژی همه سیاره از هم جوشی تامین می شد، میتونستیم سوخت رو از اقیانوس استخراج کنیم. و برای میلیارد ها میلیارد سال کارمی کرد . خب، اگه هم جوشی اینقدر خوبه پس چرا ازش استفاده نمی کنیم؟ پس کجاست؟ خب، همیشه یه مقدار مشکلات هست. انجام هم جوشی کار خیلی خیلی سختیه. مشکل اینه، اون دو تا هسته اتم، هردوتاشون بار مثبت دارن، بنابراین تمایلي به گداخت ندارند.
اینوری می رن! اونوری می رن! بنابرین برای اینه که گداختشون بدیم، باید با سرعت زیادی به سمت هم پرتابشون کنیم، و اگه سرعت کافی داشته باشن، برخلاف جهت پس زدن میدان الکتریکیشون حرکت می کنن، و به هم برخورد می کنن، و انرژی تولید می کنن. خب، سرعت ذرات یک ابزار برای اندازه گيری دماست. بنابرین دمای لازم برای گداخت هسته ای حدود صد و پنجاه میلیارد درجه سانتی گراد هست. نسبتا گرمه! و این دلیل اینه که انجام هم جوشی اینقدر سخته. باگ(مشكل) كوچولوی هم جوشی خودم رو وقتی فهميدم كه
مدرک دكتری خودم رو از دانشگاه بريتيش كلمبيا گرفتم، و بعدش يه شغل خوب در يک مركز چاپگر ليزری پيدا كردم كه برای صنعت چاپ، چاپگر ميساخت. برای ده سال در اونجا كار كردم و يكم دلم رو زد و بعدش در حالی كه چهل سالم شده بود و بحران ميانسالی رو تجربه ميكردم، همونطور كه ميدونيد چيزهای معمول در اين دوره: من كيستم؟! بايد چه كنم؟ بايد چه كنم؟ چه ميتوانم بكنم؟ و به همين صورت نگاهی به كار خوب خودم انداختم و فهميدم كارم درحقيقت قطع درختان جنگلهاست در همين محدوده B.C (بريتيش كلمبيا) و همينطور دفن همه شما زيرِ
ميليونها تُن هرزنامه! خوب، بايد گفت كه خيلی رضايت بخش و ارضا كننده نبود. به همين دليل بعضيا يه پورشه ميخرن. بعضي ديگه يه جور معشوقه برا خودشون دست و پا ميكنن. ولی من تصميم گرفتم اين وضعيتم رو برای حل مشكل گرمايش جهانی بكار ببندم و همجوشی رو به واقعيت بدل كنم. خوب، اولين چيزی كه انجام دادم اين بود كه به تحقيقات علمی نگاهی بندازم و ببينم كه همجوشی چطور كار ميكنه؟ خوب، فيزيكدانان برای مدت كوتاهی روی همجوشی كار كرده بودن و يكي از روشهايی كه گداخت رو ايجاد ميكنن استفاده از تجهيزاتيست به نام tokamak كه يک حلقه بزرگ از سیم پیچ مغناطيسی ست
سیم پیچ ابررسانا كه ميدان مغناطيسی را حول چنين حلقه ای ايجاد ميكند و گازداغ ميان آن كه پلاسما ناميده ميشود، در اين بين گير مي افتند. ذرات روی ديوار دايره ای، ميچرخند و ميچرخند و ميچرخند. ذرات روي ديوار دايره ای، ميچرخند و ميچرخند و ميچرخند. و در اين ناحيه مقادير زیادی گرما آزاد ميكنند تا سعی كنند تا به دماي گداخت برسند. خوب اينم داخل يه دونه از اين شيرينيهای دونات در بخش سمت راست ميتونيد پلاسمای گداخت رو ببينيد. و اما روش دوم ايجاد گداخت بكار بستن گداخت ليزريست.
تو گداخت ليزری شما يه توپ كوچك پينگ پونگ داريد سوخت گداخت رو در مركز قرار ميديد و با شليک ليزر از همه جهات، اونو نيست و نابود ميكنيد ليزرها بسيار نيرومندند و باعث ميشوند كه توپ پينگ پنگ با سرعت بسيار زيادی فشرده بشه بشه و اگر چيزی رو به اندازه كافی فشار بديم، گرم ميشه و اگر اين كار رو با سرعت خيلی خيلی زياد انجام بديم و در عرض يک ميليارديوم ثانيه انجام بشه به اندازه ای گرما و انرژی توليد ميكنه كه گداخت هسته ای ايجاد ميشه خوب اينم از درون يكی از اين دستگاهها. ميتونيد بيم ليزر و گلوله رو ببينيد
كه در مركز قرار دارند. بيشتر مردم فكر ميكنند كه گداخت هيچ كجا صورت نميگيره اونا فكر ميكنند كه فيزيكدانان توی آزمايشگاهشون به سختی كار ميكنن ولي هيچ اتفاقی نميفته كه در واقع درست نيست. اين نموداريست كه استفاده از گداخت رو از۳۰سال گذشته تا كنون رو نشان ميده. همونطور كه ميبينيد امروزه ده هزار برابر زمانی كه اين كار رو شروع كرديم، توليد داريم. ده هزار برابر زمانی كه اين كار رو شروع كرديم، توليد داريم. كه پيشرفت نسبتا خوبيه. در حقيقت اين پيشرفت با سرعتی كه قانون افسانه ای موربیان می کنه
در مورد تعداد ترانزيستورهایی كه ميشه روی يک ريزتراشه قرارداد انجام میشه. اين نقطه در اينجا JET نام داره كه مخفف "Joint European Torus" است. كه يك توكاماک دونات شكل بزرگ تو اروپا محسوب ميشه و اين ماشين در سال ۱۹۹۷ ۱۶ مگاوات انرژی همجوشی با مصرف ۱۷ مگاوات انرژی حرارتی، توليد كرد. خوب الان ممكنه كه بگيد خيلی به دردبخور نيست، ولي در حقيقت خيلی نزديكن به هم درنظر بگيريد كه حالا ميتونيم حدود ده هزار برابر بيشتر از زمانی كه شروع كرديم، انرژی بگيريم. اين نقطه دوم در اينجا NIF است.
يا به عبارتي ديگر: "National Ignition Facility" كه يك ماشين ليزری بزرگ توی ايالات متحده است و ماه قبل اعلام كردند كه البته با كمی سروصدا كه توانسته اند مقدار بيشتری انرژی از گداخت توليد كنند نسبت به انرژی كه در توسط دستگاه و در مرکز اون توپ پينگ پونگ متمركز ميشه. البته هنوز اينقدر خوب نيست چون ليزری كه اين انرژی رو در وسط متمركز ميكنه به مراتب انرژی بيشتری مصرف ميكنه ولي تقريبا خوبه. خوب اينم ITER است. كه به زبان فرانسوی اينگونه تلفظ ميشود: EE-tairh. كه يک كار گروهی بزرگ با شركت چندين كشوره كه
يک دونات بسيار بزرگ مغناطيسی رو در جنوب فرانسه ساختن و اين ماشين، وقتی كه تكميل شد، ۵۰۰ مگاوات انرژی گداخت توليد خواهد كرد كه فقط ۵۰ مگاوات برای توليدش كافيه. پس درحقيقت اين يكی ديگه واقعا انرژی توليد ميكنه. اين يكی كار خواهد كرد. از اون ماشينهايی خواهد بود كه انرژی توليد ميكنن. خوب اگر به نمودار نگاهی بندازيد متوجه خواهيد شد كه اون دو نقطه اندكی در سمت راست منحنی قرار دارند. ما به نوعی از پيشرفت بازمونديم. در واقع دانش توليد اون ماشينها دقيقا به موقع به دستمون رسيد تا
تا بتونيم در امتداد اين منحنی توليد گداخت داشته باشيم. با اين حال، سياستهايی كه در كار بوده باعث شده تمايلی برای انجامش وجود نداشته به همين دليل به سمت راست منتقل شده ITER براي مثال، ميتونست سال ۲۰۰۰ يا ۲۰۰۵ ساخته بشه. ولي از اونجا كه يک كار گروهی بين المللی محسوب ميشه، سياست وارد كار شد و همين باعث كمی تاخير شد. برای مثال، حدود سه سال طول كشيد تا تصميم گرفته بشه كه اين مركز در چه منطقه ای ساخته بشه. گداخت اغلب به اين دليل كه كمي بيش از حد گران تمام ميشه مورد انتقاد بوده. خوب بله، يك تا دو ميليارد دلار در سال بايد هزينه بشه
خوب بله، يك تا دو ميليارد دلار در سال بايد هزينه بشه تا كار ساختش پيش بره. ولي بايد اين هزينه رو با هزينه انجام قانون مور(در مورد ترانزيستورها) مقايسه كرد. كه هزينه بيشتری طلب ميكنه. نتيجه قانون مور اين گوشيهاي همراهيه كه در جيب هممون وجود داره. اين گوشيهای همراه، و اينترنت همراه اونها حدود يك تريليون(يك ميليارد ميليارد) هزينه بر بوده است فقط برای اينكه امثال من بتونيم يه سلفی(عكس از خود) بگيريم و روی فیس‌بوک‌مون قرار بديم. تا وقتی پدرم ببينه بهم افتخار كنه.
همچنين ما حدود ۶۵۰ ميليارد دلار در يك سال صرف يارانه نفت و گاز و انرژیهای تجديدپذير ميكنيم. پس فقط نيم درصد اين هزينه هارو صرف گداخت ميكنيم. كه من به شخصه فکر نمی کنم هزينه خيلي زيادي باشه. و درحقيقت يك جور زرنگی هم محسوب ميشه درنظر داشته باشيد كه ميتونيم همه مشكلات انرژی خودمون رو حل كنيم اون هم برای چند ميليارد سال آينده. راحته كه من اين حرف هارو بگم ولي دراصل من خيلی بی طرف نيستم براي اينكه يك شركت گداخت رو تاسيس كرده ام و ديگر اينكه اصلا اكانت فیس‌بوک هم ندارم! وقتي در سال ۲۰۰۲ اين شركت گداخت رو راه انداختم ميدونستم كه با غولهای اين صنعت نميتونم دربيفتم.
اونها منابع خيلی بيشتری نسبت به من در اختيار دارند. به همين دليل تصميم به يافتن راهي گرفتم كه هم ارزانتر و هم سريعتر باشه. خوب، گداخت ليزری ومغناطيسی ماشينهای نسبتا خوبي هستن. اونها گوشه ای از پيشرفت شگرف فناوريند ماشينهايی شگفت انگيزی كه نشان داده اند انجام گداخت هسته ای میتونه انجام بشه. با اين حال به عنوان نيروگاه فكر نميكنم خيلی خوب باشند. اونها خيلی بزرگ، بسيار پيچيده و بسيار گران هستند همچنين به نسبت انرژی خيلی زيادی هم از انرژی گداخت به دست نميدهند.
وقتي كه گداخت ايجاد ميكنيم، انرژی به صورت نوترونهاي پرسرعت بیرون میاد، و به شكل پلاسما نمود پيدا ميكنه. اين نوترونها به ديواره ها برخورد كرده و باعث خسارت به ماشين ميشوند. از طرف ديگر هم بايد از اين نوترونها گرما گرفت و بخارآبی رو راه بندازيم كه با اون در جايی ديگه توربيني رو به چرخش دربياريم كه روي همه اون ماشينها تا حدودی پس انديشه هايی(فكرهای جديدی) صورت گرفته بود به همين دليل يقين پيدا كردم كه بهترين روش انجامش اينه كه دقيقا در همون نقطه ای باشم كه اين فكرهای جديد معرفی ميكنن. به همين دليل به مقالات علمی برگشتم و هرچه و هركجا در مورد گداخت بود رو مطالعه كردم يك روشي كه به طورخاص توجهم رو به خودش جلب كرد
و "گداخت مغناطيسی هدفمند شده" نام دارد(magnetized target fusion) يا به اختصار:MTF در روش MTF، كاری كه ميخواهيم انجام بديم اينه كه يک خمره بزرگ برميداريم و اون رو با فلز مايع پر ميكنيم و فلز مايع رو به چرخش درمياريم تا در مركزش يك گردابه بوجود بياد يه چيزی شبيه لگن ظرفشويی که وقتی که لاستیک راه آب ظرفشویی را برمیداریم، یک گردابه درست میشود. سپس تعدای پیستون داریم که با فشار بیرون و داخل میشوند و باعث فشرده شدن فلز مایع اطراف پلاسما میشن که اونهم باعث فشرده شدن پلاسما میشه
و مثل یک لیزر داغ و داغتر میشه(پلاسما) و در نهایت باعث تولید همجوشی هسته ای میشه پس ترکیبی از دو روش گداخت مغناطیسی و گداخت لیزری داریم. به همین دلیل مزایای هر دوروش را داراست. فلز مایع همه نوترونها را جذب میکند و هیچ نوترونی به دیواره آسیب نمیرساند و به همین دلیل به ماشین آسیبی نمیرسد. فلز مایع داغ میشود و میشه اون رو به یک مبدل حرارتی پمپ کرد، و تولید بخار داشت تا توربین به چرخش دربیاد. این قسمت از این فرایند به این روش به سهولت قابل انجام است. این قسمت از این فرایند به این روش به سهولت قابل انجام است.
و دست آخر، همه انرژی مورد نیاز برای گداخت از پیستونهایی که با بخارحرکت می کنن تولید میشود که بسیار ارزانتر از لیزر یا سیم پیچهای ابر رسانا هستند. خوب تا اینجا همه چیز خوب بود بجز این مشکل که این سیستم اصلا کار نمیکرد! (خنده) همیشه یه گیری هست. خوب، وقتی اونو فشرده میکنید پلاسما با سرعتی بیش از سرعت فشرده شدن، خنک میشه پلاسما با سرعتی بیش از سرعت فشرده شدن، خنک میشه بنابراین شما سعی میکنید که فشردش کنید ولی پلاسما خنک و خنکتر میشه و به همین دلیل هیچ کاری هم انجام نمیداد.
وقتی این حالت رو دیدم، گفتم عجب!، این قسمتش واقعا مایه خجالته چون ایده کلی، بسیار بسیار ایده خوبیه. که خوشبختانه من میتونم بهبودش بدم. برای یک دقیقه در موردش فکر کردم و گفتم بسیار خوب! چطور میتونم این کار رو بهبود بدم؟ بعدش در مورد ضربه فکر کردم. چی میشه اگر از یک چکش بزرگ استفاده کنیم که تابش بدیم و اینجوری به میخ بکوبیم تا به بخشی که میخ از چکش ضربه میخورد،ضربه وارد شود و اون رو هل بده تا داخل بره؟ ولی نه این روش جواب نمیده. خوب چیزی که هست اینه که از ایده یک ضربه استفاده کنیم. به همین دلیل پیستون را با بخار شتاب دادیم
که کمی زمان میبره ولی بعدش گُرُمب! شما پیستون رو میکوبید و شَتَرَق! همه انرژی در یک لحظه اعمال میشه، و به صورت آنی به مایع انتقال داده میشه که باعث میشه پلاسما خیلی سریعتر فشرده بشه. به همین دلیل گفتم که آره! این خوبه و بیا بسازیمش! بعدش ما این ماشین رو تو این گاراژ ساختیم. یه ماشین کوچک ساختیم که ترتیبی دادیم تا مقداری نوترون رو توش فشار بدیم که اون نوترونها، نوترونها بازاریاب من هستند که با اون نوترونها ی بازاریاب، تونستم پنجاه میلیون دلار پول دربیارم،
و ۶۵نفر رو استخدام کنم. تیمم رو در اینجا میبینید. که اینم چیزی بود که میخواستیم بسازیم. ماشین بزرگی خواهد شد که حدودا در سه متر قطر مایع به چرخش درخواهد آمد و گردابه ای بزرگ در وسط پدید خواهد آمد پلاسما در بالا و پایین قرار خواهد گرفت و پیستون به بغل ضربه وارد میکند گُرُمب! فشردش میکنه، و مقداری انرژی تولید میکنه و نوترون وارد فلز مایع میشه، که وارد یک موتور بخار میشه و توربین رو بکار میندازه و بخشی از بخار برمیگرده تا پیستون رو شلیک کنه.
قراره تا ثانیه ای یک بار بهش ضربه بزنیم که صد مگاوات هم الکتریسیته تولید میکنه. بسیار خوب، این انژکتور رو هم ساختیم که برای شروع فرایند، پلاسما تولید میکنه. این پلاسما رو در یه دمای نیمه گرم حدود سه میلیون درجه سانتی گراد تولید میکنه. از بخت بد، به اندازه کافی پایدار نمیمونه به همین دلیل نیاز داریم تا عمر پلاسمارو کمی بیشترش کنیم البته ماه قبل خیلی بهتر شد، خوب حالا من فرض میکنم که همین حالا پلاسمای فشرده شده داریم. بعدش یک گوی کوچک به این اندازه درست میکنیم، چهارده پیستون هم اطرافش قرار میدیم که مایع رو فشرده خواهند کرد.
با این حال فشرده کردن پلاسما سخته. وقتی که فشردش کردیم، تمایل داره که این شکلی یک کمی کج بشه، به همین دلیل نیازه که زمان بندی پیستونها خیلی خوب باشه، و به همین دلیل هم ما از چندین سیستم کنترلی استفاده کردیم که در سال ۱۹۷۰ممکن نبود ولی امروزه با دانش جدید و تروتمیز الکترونیک میتونیم انجامش بدیم. ولی امروزه با دانش جدید و تروتمیز الکترونیک میتونیم انجامش بدیم. دست آخر، بسیاری فکر میکنند که گداخت چیزی مربوط به آینده است و رخ نخواهد داد، ولی در حقیقت گداخت خیلی نزدیکه و ما تقریبا انجامش دادیم.
آزمایشگاههای بزرگ نشان داده اند که گداخت انجام شدنیست، و حالا شرکتهای کوچکی هستند که در موردش فکر میکنند و میگن چیز انجام نشدنی نیست ولی باید ببینیم چطور بسازیمش که صرفه اقتصادی داشته باشه. General Fusion یکی از اون شرکتای کوچکه وبه زودی یک نفر این گردوی سخت رو خواهد شکست که شاید اون General Fusion باشه. بسیار سپاسگذارم. (تشویق)
Wow, this is bright. It must use a lot of power. Well, flying you all in here must have cost a bit of energy too. So the whole planet needs a lot of energy, and so far we've been running mostly on fossil fuel. We've been burning gas. It's been a good run. It got us to where we are, but we have to stop. We can't do that anymore. So we are trying different types of energy now, alternative energy, but it proved quite difficult to find something that's as convenient and as cost-effective
as oil, gas and coal. My personal favorite is nuclear energy. Now, it's very energy-dense, it produces solid, reliable power, and it doesn't make any CO2. Now we know of two ways of making nuclear energy: fission and fusion. Now in fission, you take a big nucleus, you break it in part, in two, and it makes lots of energy, and this is how the nuclear reactor today works. It works pretty good. And then there's fusion. Now, I like fusion. Fusion's much better.
So you take two small nuclei, you put it together, and you make helium, and that's very nice. It makes lots of energy. This is nature's way of producing energy. The sun and all the stars in the universe run on fusion. Now, a fusion plant would actually be quite cost-effective and it also would be quite safe. It only produces short term radioactive waste, and it cannot melt down. Now, the fuel from fusion comes from the ocean. In the ocean, you can extract the fuel
for about one thousandth of a cent per kilowatt-hour, so that's very, very cheap. And if the whole planet would run on fusion, we could extract the fuel from the ocean. It would run for billions and billions of years. Now, if fusion is so great, why don't we have it? Where is it? Well, there's always a bit of a catch. Fusion is really, really hard to do. So the problem is, those two nuclei, they are both positively charged, so they don't want to fuse. They go like this. They go like that.
So in order to make them fuse, you have to throw them at each other with great speed, and if they have enough speed, they will go against the repulsion, they will touch, and they will make energy. Now, the particle speed is a measure of the temperature. So the temperature required for fusion is 150 billion degrees C. This is rather warm, and this is why fusion is so hard to do. Now, I caught my little fusion bug when I did my Ph.D. here at the University of British Columbia,
and then I got a big job in a laser printer place making printing for the printing industry. I worked there for 10 years, and I got a little bit bored, and then I was 40, and I got a mid-life crisis, you know, the usual thing: Who am I? What should I do? What should I do? What can I do? And then I was looking at my good work, and what I was doing is I was cutting the forests around here in B.C. and burying you, all of you, in millions of tons of junk mail.
Now, that was not very satisfactory. So some people buy a Porsche. Others get a mistress. But I've decided to get my bit to solve global warming and make fusion happen. Now, so the first thing I did is I looked into the literature and I see, how does fusion work? So the physicists have been working on fusion for a while, and one of the ways they do it is with something called a tokamak. It's a big ring of magnetic coil, superconducting coil, and it makes a magnetic field
in a ring like this, and the hot gas in the middle, which is called a plasma, is trapped. The particles go round and round and round the circle at the wall. Then they throw a huge amount of heat in there to try to cook that to fusion temperature. So this is the inside of one of those donuts, and on the right side you can see the fusion plasma in there. Now, a second way of doing this is by using laser fusion. Now in laser fusion, you have a little ping pong ball,
you put the fusion fuel in the center, and you zap that with a whole bunch of laser around it. The lasers are very strong, and it squashes the ping pong ball really, really quick. And if you squeeze something hard enough, it gets hotter, and if it gets really, really fast, and they do that in one billionth of a second, it makes enough energy and enough heat to make fusion. So this is the inside of one such machine. You see the laser beam and the pellet in the center.
Now, most people think that fusion is going nowhere. They always think that the physicists are in their lab and they're working hard, but nothing is happening. That's actually not quite true. This is a curve of the gain in fusion over the last 30 years or so, and you can see that we're making now about 10,000 times more fusion than we used to when we started. That's a pretty good gain. As a matter of fact, it's as fast as the fabled Moore's Law that defined the amount of transistors
they can put on a chip. Now, this dot here is called JET, the Joint European Torus. It's a big tokamak donut in Europe, and this machine in 1997 produced 16 megawatts of fusion power with 17 megawatts of heat. Now, you say, that's not much use, but it's actually pretty close, considering we can get about 10,000 times more than we started. The second dot here is the NIF. It's the National Ignition Facility. It's a big laser machine in the U.S.,
and last month they announced with quite a bit of noise that they had managed to make more fusion energy from the fusion than the energy that they put in the center of the ping pong ball. Now, that's not quite good enough, because the laser to put that energy in was more energy than that, but it was pretty good. Now this is ITER, pronounced in French: EE-tairh. So this is a big collaboration of different countries that are building a huge magnetic donut
in the south of France, and this machine, when it's finished, will produce 500 megawatts of fusion power with only 50 megawatts to make it. So this one is the real one. It's going to work. That's the kind of machine that makes energy. Now if you look at the graph, you will notice that those two dots are a little bit on the right of the curve. We kind of have fallen off the progress. Actually, the science to make those machines was really in time to produce fusion during that curve.
However, there has been a bit of politics going on, and the will to do it was not there, so it drifted to the right. ITER, for example, could have been built in 2000 or 2005, but because it's a big international collaboration, the politics got in and it delayed it a bit. For example, it took them about three years to decide where to put it. Now, fusion is often criticized for being a little too expensive. Yes, it did cost a billion dollars or two billion dollars a year
to make this progress. But you have to compare that to the cost of making Moore's Law. That cost way more than that. The result of Moore's Law is this cell phone here in my pocket. This cell phone, and the Internet behind it, cost about one trillion dollars, just so I can take a selfie and put it on Facebook. Then when my dad sees that, he'll be very proud. We also spend about 650 billion dollars a year in subsidies for oil and gas
and renewable energy. Now, we spend one half of a percent of that on fusion. So me, personally, I don't think it's too expensive. I think it's actually been shortchanged, considering it can solve all our energy problems cleanly for the next couple of billions of years. Now I can say that, but I'm a little bit biased, because I started a fusion company and I don't even have a Facebook account. So when I started this fusion company in 2002, I knew I couldn't fight with the big lads. They had much more resources than me. So I decided I would need to find a solution
that is cheaper and faster. Now magnetic and laser fusion are pretty good machines. They are awesome pieces of technology, wonderful machines, and they have shown that fusion can be done. However, as a power plant, I don't think they're very good. They're way too big, way too complicated, way too expensive, and also, they don't deal very much with the fusion energy. When you make fusion, the energy comes out as neutrons, fast neutrons comes out of the plasma.
Those neutrons hit the wall of the machine. It damages it. And also, you have to catch the heat from those neutrons and run some steam to spin a turbine somewhere, and on those machines, it was all a bit of an afterthought. So I decided that surely there is a better way of doing that. So back to the literature, and I read about the fusion everywhere. One way in particular attracted my attention, and it's called magnetized target fusion, or MTF for short. Now, in MTF, what you want to do
is you take a big vat and you fill that with liquid metal, and you spin the liquid metal to open a vortex in the center, a bit like your sink. When you pull the plug on a sink, it makes a vortex. And then you have some pistons driven by pressure that goes on the outside, and this compresses the liquid metal around the plasma, and it compresses it, it gets hotter, like a laser, and then it makes fusion. So it's a bit of a mix between a magnetized fusion
and the laser fusion. So those have a couple of very good advantages. The liquid metal absorbs all the neutrons and no neutrons hit the wall, and therefore there's no damage to the machine. The liquid metal gets hot, so you can pump that in a heat exchanger, make some steam, spin a turbine. So that's a very convenient way of doing this part of the process. And finally, all the energy to make the fusion happen comes from steam-powered pistons, which is way cheaper than lasers
or superconducting coils. Now, this was all very good except for the problem that it didn't quite work. (Laughter) There's always a catch. So when you compress that, the plasma cools down faster than the compression speed, so you're trying to compress it, but the plasma cooled down and cooled down and cooled down and then it did absolutely nothing. So when I saw that, I said, well, this is such a shame, because it's a very, very good idea. So hopefully I can improve on that.
So I thought about it for a minute, and I said, okay, how can we make that work better? So then I thought about impact. What about if we use a big hammer and we swing it and we hit the nail like this, in the place of putting the hammer on the nail and pushing and try to put it in? That won't work. So what the idea is is to use the idea of an impact. So we accelerate the pistons with steam, that takes a little bit of time, but then, bang! you hit the piston, and, baff!, all the energy is done instantly,
down instantly to the liquid, and that compresses the plasma much faster. So I decided, okay, this is good, let's make that. So we built this machine in this garage here. We made a small machine that we managed to squeeze a little bit of neutrons out of that, and those are my marketing neutrons, and with those marketing neutrons, then I raised about 50 million dollars, and I hired 65 people. That's my team here. And this is what we want to build. So it's going to be a big machine,
about three meters in diameter, liquid lead spinning around, big vortex in the center, put the plasma on the top and on the bottom, piston hits on the side, bang!, it compresses it, and it will make some energy, and the neutron will come out in the liquid metal, going to go in a steam engine and make the turbine, and some of the steam will go back to fire the piston. We're going to run that about one time per second, and it will produce 100 megawatts of electricity.
Okay, we also built this injector, so this injector makes the plasma to start with. It makes the plasma at about a lukewarm temperature of three million degrees C. Unfortunately, it doesn't last quite long enough, so we need to extend the life of the plasma a little bit, but last month it got a lot better, so I think we have the plasma compressing now. Then we built a small sphere, about this big, 14 pistons around it, and this will compress the liquid. However, plasma is difficult to compress. When you compress it,
it tends to go a little bit crooked like that, so you need the timing of the piston to be very good, and for that we use several control systems, which was not possible in 1970, but we now can do that with nice, new electronics. So finally, most people think that fusion is in the future and will never happen, but as a matter of fact, fusion is getting very close. We are almost there. The big labs have shown that fusion is doable, and now there are small companies that are thinking about that,
and they say, it's not that it cannot be done, but it's how to make it cost-effectively. General Fusion is one of those small companies, and hopefully, very soon, somebody, someone, will crack that nut, and perhaps it will be General Fusion. Thank you very much. (Applause)