Ich hab eine große Ankündigung zu machen,
und freu mich richtig darauf.
Dies ist bestimmt eine Überraschung,
für die, die meine Forschung
und was ich gut gemacht habe, kennen.
Ich habe nämlich versucht, ein paar große Probleme zu lösen:
Terrorismusbekämpfung, nuklearer Terrorismus,
Gesundheitspflege, Krebsdiagnostik-und bekämpfung,
aber dann begann ich, über all diese Probleme nachzudenken
und erkannte, dass das allergrößte Problem,
das all diesen Problemen unterliegt,
die Energie ist, die Elektrizität, der Fluss der Elektronen.
Und deshalb beschloss ich zu versuchen,
dieses Problem zu lösen.
Und das ist wahrscheinlich nicht, was ihr erwartet.
Ihr erwartet vermutlich, dass ich hierher komme,
um über Kernfusion zu reden,
weil ich das schon immer gemacht habe.
Doch dies ist tatsächlich ein Vortrag über, okay –
(Lachen)
Dies ist ein Vortrag über Kernspaltung.
Es geht darum, etwas Altes zu perfektionieren
und etwas Altes ins 21. Jahrhundert zu führen.
Lasst uns kurz darüber reden, wie Kernspaltung funktioniert.
In einem Atomkraftwerk erzeugt man
in einem großen Wasserbehälter einen hohen Druck
und mit ein paar Brennstäben,
die mit Zirkon verkleidet sind,
gibt es kleine Pellets aus einem Brennstoff aus Urandioxid.
und eine kontrollierte Kernspaltung, deren Werte kontrolliert werden und die
das Wasser erhitzen,
das dann zu Dampf wird, eine Turbine beschleunigt
und somit Elektrizität erzeugt.
Das ist das gleiche Prinzip wie vor 100 Jahren,
die Dampfturbinenidee, zur Erzeugung von Strom,
und Kernenergie war ein wirklich großer Fortschritt,
das Wasser wurde auf neue Weise erhitzt,
aber es wird immer noch zu Dampf erhitzt und dies treibt immer noch eine Turbine an.
Da dachte ich mir, ist das wirklich die beste Weise?
Hat die Kernenergie bereits ausgedient,
oder gibt es da noch etwas zu verbessern?
Da wurde mir klar, dass ich auf etwas gestoßen war,
was riesiges Potential barg, die Welt zu verändern.
Und das hier ist es.
Das ist ein kleiner Hochtemperaturreaktor (HT-Reaktor).
Er ist nicht ganz so groß, wie der dort abgebildete Reaktor.
Er erzeugt zwischen 50 und 100 Megawatt.
Das ist ein Haufen Strom.
Durchschnittlich könnte man damit etwa
25.000 bis 100.000 Häuser versorgen.
Das wirklich Spannende an diesen Reaktoren ist,
dass sie in einer Fabrik hergestellt werden.
Das sind also HT-Reaktoren,
die am Fließband gebaut werden,
und dann in die ganze Welt transportiert werden.
Man stellt sie auf und sie produzieren Strom.
Dieser Bereich hier ist der Reaktor.
Und der wird tief vergraben, was ganz wichtig ist.
Für jemanden, der eine Menge Antiterror-Arbeit leistet,
kann ich nicht genug betonen,
wie toll es ist, etwas im Boden vergraben zu haben
für die Proliferations- und Sicherheitsbedenken.
In diesem Reaktor befindet sich geschmolzenes Salz,
wer hier Fan von Thorium ist,
wird das besonders freuen,
denn diese Reaktoren sind auffallend gut darin,
den Thorium-Brennstoffkreislauf herzustellen und zu verbrennen:
Das Uran-233.
Aber der Kraftstoff macht mir keine Sorge.
Versorgt wird der Reaktor durch – die sind wirklich hungrig,
besonders mögen sie abgereicherte Waffenendlager,
das ist also hoch angereichertes Uran und waffenfähiges Plutonium,
das abgereichert wurde.
Es wird abgereichert, damit es für nukleare Waffen unbrauchbar wird,
aber sie lieben dieses Zeug.
Und wir haben viel davon rumliegen,
denn dies ist ein großes Problem.
Wissen Sie, im Kalten Krieg bauten wir riesige
Atomwaffenarsenale auf und das war super,
und nun brauchen wir sie nicht mehr,
und was machen wir jetzt mit dem ganzen atomaren Müll?
Was machen wir mit den ganzen Atomwaffenendlagern?
Nun, wir sichern sie, und es wäre toll,
wenn wir sie verbrennen könnten, sie auffressen könnten,
denn die Reaktoren lieben dieses Zeugs.
Es handelt sich also um einen Reaktor mit geschmolzenem Salz. Er hat einen Kern,
und einen Wärmetauscher, der das heiße Salz,
das radioaktive Salz, und das kalte Salz welches nicht radioaktiv ist, reguliert.
Es ist immer noch sehr heiß, aber nicht mehr radioaktiv.
Und dieser Wärmetauscher ist der,
der diese Idee so besonders macht,
nämlich ein Wärmetauscher, der Gas produziert.
Gehen wir zurück zu dem, was ich vorhin über Energie erzählte,
dass alles – na ja, außer Fotovoltaik –
durch das Erzeugen von Dampf und einer drehenden Turbine erzeugt wird,
das ist leider gar nicht so effizient.
Ein Reaktor wie dieser
ist nur zu etwa 30 bis 35 Prozent effizient.
Das ist also die Menge an thermischer Energie, die der Reaktor
zu Elektrizität umsetzen und produzieren kann.
Der Grund dafür, dass die Effizienz in diesen Reaktoren so niedrig ist,
hängt mit den niedrigen Temperaturen zusammen.
Die arbeiten ungefähr bei, sagen wir mal,
etwa 200 bis 300 Grad Celsius.
Und diese Reaktoren werden bei 600 bis 700 Grad Celsius betrieben.
Das bedeutet: Je höher die verwendeten Temperaturen –
das wissen wir aus der Thermodynamik – desto höher die Effizienz.
Und dieser Reaktor benötigt kein Wasser, sondern Gas.
Also überkritisches CO2 oder Helium
geht in die Turbine,
und das wird als Gleichdruckverfahren bezeichnet.
Das ist der thermodynamische Zyklus, der Elektrizität produziert
und eine fast 50-prozentige Effizienz herstellt,
also zwischen 45 und 50 Prozent.
Und genau darüber freu ich mich richtig,
denn es ist ein sehr kompakter Kern.
Von Natur aus sind geschmolzene Salz-Reaktoren sehr kompakt.
Aber man kann auch viel mehr Elektrizität
aus dem verwendeten Uran gewinnen,
und vergessen wir nicht, dabei wird auch alles verbrannt.
Der Abbrand ist hier viel höher.
In dem Reaktor wird also, für eine gegebene Menge an Brennstoff,
viel mehr davon verwendet.
Das Problem mit den herkömmlichen Atomkraftwerken
sind diese Brennstäbe, die in Zirkonium eingehüllt sind,
und darin befinden sich Urandioxid Brennstoff-Pellets.
Nun, Urandioxid ist keramisch,
und Keramik setzt nicht gerne frei, was es enthält.
Man hat nun eine sogenannte Xenon-Grube,
einige dieser Spaltprodukte lieben Neutronen.
Sie lieben die Neutronen, die dazu beitragen
die Reaktion zu unterstützen.
Sie fressen sie auf, und das bedeutet,
dass die Verkleidung nicht sehr langlebig ist,
dass man so einen Reaktor
ohne Nachtanken nur 18 Monate betreiben kann.
Diese Reaktoren kommen dagegen ohne Nachtanken bis zu 30 Jahre aus.
Das ist, meiner Meinung nach, besonders toll,
denn das bedeutet, dass es ein geschlossenes System ist.
Ohne den Bedarf an Nachschub kann man die Reaktoren versiegeln
und sie wären somit nicht mehr vom Risiko der Proliferation betroffen.
Es wird auch verhindert,
dass nukleares oder radioaktives Material
vom Kern austreten kann.
Kehren wir aber nochmal zum Thema Sicherheit zurück,
denn nach Fukushima haben alle nochmal über die Sicherheit der Kernenergie nachgedacht.
Als ich also diesen Kraftreaktor entwarf,
musste dieser passiv und eigensicher sein,
und ich freue mich besonders über diesen Reaktor
aus zwei Gründen:
Erstens, es wird kein hoher Druck benötigt.
Herkömmliche Reaktoren wie z.B. ein Druckwasserreaktor
oder ein Siedewasserreaktor, benötigen sehr, sehr heißes Wasser
unter hohem Druck, und das wiederum bedeutet
im Falle eines Unfalls, oder sonst irgendeines Zwischenfalles
bei diesem Druckbehälter aus rostfreiem Stahl,
dass das Kühlmittel dem Kern entweichen könnte.
Diese Reaktoren werden bei atmosphärischem Druck betrieben
und dadurch gibt es keinen "Drang" für die Spaltprodukte,
den Kern im Falle eines Unfalls zu verlassen.
Sie werden auch unter hohen Temperaturen betrieben
und somit kann der geschmolzene Kraftstoff keine Kernschmelze erzeugen,
aber falls der Reaktor doch irgendwann außer Kontrolle gerät und
der Stromfluss unterbrochen wird,
oder ähnliches wie Fukushima passiert, gibt es einen Ablagetank.
Da der Brennstoff flüssig ist und mit einem Kühlmittel kombiniert wird,
könnte man theoretisch einfach den Kern
in einer so genannten sub-kritischen Umgebung entleeren,
das wäre lediglich ein Gefäß unter dem Reaktor
mit ein paar Neutronenabsorber, die ihn abfließen lassen.
Das ist sehr wichtig, weil das die Reaktion unterbricht.
In so einem Reaktor ist das nicht möglich.
Der Brennstoff, wie ich bereits sagte, ist Keramik verkleidet mit Zirkon-Brennstäben,
und bei einem Unfall in einem solchen Reaktor,
Fukushima und Three Mile Island –
zurückblickend auf Three Mile Island, das haben wir lange Zeit nicht entdeckt –
aber diese Zirkonverkleidungen an den Brennstäben,
wenn die Wasser unter hohem Druck erkennen,
Dampf, in einer oxidierenden Umgebung,
dann produzieren sie Wasserstoff
und dieser Wasserstoff hat die explosive Fähigkeit,
Spaltprodukte freizusetzen.
Da dieser Reaktor aber nicht unter hohem Druck ist
und chemisch nicht so reaktiv ist,
bedeutet das, dass die Spaltprodukte nicht dazu neigen,
den Reaktor zu verlassen.
Also selbst im Falle eines Unfalls,
klar, der Reaktor wäre ruiniert, was halt, na ja,
schlecht für den Stromlieferanten ist,
aber wir würden keine großen Flächen Land verseuchen.
Deshalb glaube ich fest daran, dass,
in den 20 Jahren, die wir brauchen werden, um die Fusion zu entwickeln
und diese Fusion Wirklichkeit zu machen,
dies die Quelle der Energie
für Kohlenstoff-freien Strom werden wird.
Kohlenstofffreier Strom!
Und es ist eine geniale Technologie, weil sie
nicht nur den Klimawechsel bremst,
sondern auch eine Innovation bedeutet.
Man kann Entwicklungsländer mit Strom versorgen,
weil er in Fabriken hergestellt wird und billig ist.
Man kann die Reaktoren irgendwo in der Welt aufbauen.
Und vielleicht auch noch etwas anderes.
Als kleiner Junge war ich vom Weltall besessen.
Also, ich war auch von der nuklearen Wissenschaft besessen,
aber davor war ich vom Weltall fasziniert
und davon begeistert, ein Astronaut zu werden
und Raketen zu entwerfen,
was für mich äußerst aufregend war.
Und nun glaube ich, dass ich darauf zurückkommen kann.
Stellt euch ein Rakete vor, angetrieben von so einem HT-Reaktor
der 50 bis 100 Megawatt produziert.
Das ist der Traum von jedem Raketen-Ingenieur.
Das ist der Traum von jemandem, der einen anderen Planeten besiedeln möchte.
Man hat nicht nur 50 bis 100 Megawatt,
um etwas anzutreiben oder an einen anderen Ort zu gelangen,
man hat auch Strom, wenn man dort ankommt.
Raketenbauer, die Solarzellen oder Brennstoffzellen
verwenden, also ein paar Watt oder Kilowatt –
wow, das ist eine ganze Menge Strom.
Das heißt, wir reden nun über 100 Megawatt.
Das ist enorm viel Strom.
Das könnte Menschen auf dem Mars versorgen.
Das könnte die Rakete dorthin betreiben.
Deshalb hoffe ich,
dass ich die Möglichkeit habe, meine Leidenschaft
für Raketen wie auch für Nuklearenergie zu erforschen.
Leute werden sagen: "Oh, wenn ihr dieses radioaktive Ding
ins Weltall schießt und ein Unfall passiert, was dann?"
Wir starten doch Plutonium-Batterien schon die ganze Zeit.
Alle waren von Curiosity äußerst begeistert,
und der hatte eine große Plutonium-Batterie an Bord,
welche Plutonium-238 enthält,
was eine höhere spezifische Aktivität hat
als das schwach angereicherte Uran in diesen Flüssig-Salz Reaktoren.
Das heißt, dass deren Auswirkungen unbedeutend wären,
weil man sie kalt startet
und man den Reaktor eigentlich erst im Weltall startet.
Ich bin also richtig aufgeregt.
Ich bin davon überzeugt, dass der Reaktor, den ich hier entworfen habe,
eine innovative Energiequelle sein kann,
die tolle wissenschaftliche Projekte mit Strom beliefern wird
und ich bin wirklich bereit, dies zu tun.
Ich habe die Schule im Mai abgeschlossen und –
(Gelächter) (Applaus) –
Ich absolvierte die Schule im Mai
und beschloss, dass ich eine Firma gründe,
um meine Erfindungen zu kommerzialisieren,
diese revolutionären Detektoren für das Scannen von Containern
und diese Systeme, um medizinische Isotope zu produzieren.
Ich möchte aber dies machen und habe langsam begonnen,
ein Team mit den unglaublichsten Menschen,
mit denen ich jemals arbeiten durfte, zusammenzustellen.
und ich bin bereit dies alles zu verwirklichen.
Und ich glaube, angesichts der Technologie,
dass das gleichwertig oder günstiger als Erdgas sein wird,
und man muss fast 30 Jahre lang nichts nachfüllen,
was ein großer Vorteil für Entwicklungsländer ist.
Als letztes werde ich noch etwas vielleicht Philosophisches sagen,
was für einen Wissenschaftler komisch sein mag.
Aber ich glaube, es ist sehr poetisch,
nukleare Energie zu verwenden, um zu den Sternen zu gelangen,
denn die Sterne sind schließlich große Fusionsreaktoren.
Sie sind riesige nukleare Kessel im Himmel.
Die Energie, von der ich euch erzähle,
die zu einer chemischen Energie in meinem Essen verwandelt wurde,
kam ursprünglich aus einer nuklearen Reaktion.
Und deshalb glaube ich, dass es ein bisschen poetisch ist,
die Kernspaltung zu perfektionieren
und sie zukünftig als innovativen Energielieferanten zu verwenden.
Vielen Dank.
(Applaus)