Traduttore: Robert Tucker Revisore: Denise RQ
Ciò che è dietro di me è la centrale elettrica dell’universo.
È solo una stella convenzionale.
È il nostro sole
E questa centrale elettrica è in funzione da miliardi di anni,
consegnando in modo affidabile energia a noi e al resto dell’universo
solo per emissione di luce.
Quindi, questa è una cosa molto carina, e ovviamente funziona,
e il meccanismo attraverso cui corre è la fusione,
e ti spiegherò qualcosa a riguardo.
Ma farò anche la domanda:
possiamo portare questo meccanismo sulla Terra direttamente?
E la risposta è no, assolutamente no.
Il Sole è troppo grande, il Sole è troppo caldo, il Sole è troppo denso,
tutto parla contro quello;
ma … e la storia del ma:
dobbiamo costruire macchine, macchine intelligenti;
noi, gli umani dobbiamo costruire macchine
per imitare questo processo, per portarlo sulla Terra.
Quindi, per quello, dobbiamo capire alcune piccole cose della fisica.
Non aver paura
Devi distinguere attentamente tra fissione e fusione.
La fissione sta dividendo i nuclei pesanti; la fusione sta fondendo nuclei di luce.
Ed entrambi appartengono allo stesso processo:
è una conversione di massa in energia,
e questa è la famosa formula di Einstein E = mc²,
e questo è il meccanismo comune.
E questa energia viene rilasciata solo dalla velocità, dall’energia cinetica, dal calore in altre parole.
Quindi genera calore.
Ed è quello che vorremmo usare.
E per questo, dobbiamo usare un trucco.
Invece di usare l’idrogeno convenzionale, usiamo versioni di idrogeno.
E questi due cosiddetti isotopi sono chiamati deuterio e trizio.
Il deuterio è solo un pesante idrogeno, il trizio è un idrogeno molto pesante.
Entrambi sono in realtà isotopi di idrogeno,
si comportano come l’idrogeno, solo che la matematica è diversa.
E puoi fonderli molto più facilmente rispetto all’idrogeno convenzionale,
rispetto all’idrogeno che conosciamo dal mondo di tutti i giorni.
E quando li fondiamo, si scontrano,
e nella collisione generano un nucleo di elio, una particella alfa,
e un neutrone e tanta energia.
E questo è il processo che vorremmo usare; noi, scienziati della fusione.
E per avere un’idea di cosa è questo carburante:
un grammo di deuterio-trizio fuso
rilascia la stessa energia di 10 milioni di grammi di carbone bruciato.
E quindi, è un carburante fantastico.
E così, puoi dire: è disponibile sulla Terra, o è solo un sogno?
E la risposta è sì, è fondamentalmente disponibile.
Quindi, il deuterio si trova solo nell’acqua di mare, in una bassa concentrazione,
ma non abbiamo bisogno di molto.
Il trizio è disponibile sulla Terra
facendo uso di un meccanismo
che genera trizio dal litio.
E quindi, se ora metti tutto insieme,
puoi dire che una vasca da bagno piena a metà d’acqua e un accumulatore –
qui, c’è un accumulatore agli ioni di litio in questo telefono cellulare –
libererebbe abbastanza energia
fornire un europeo medio per 25 anni con energia elettrica.
Ovviamente è una grande, grande promessa.
Come farlo accadere?
E questa grande promessa ha guidato l’umanità già da 50 anni
per scoprire come può funzionare.
E questo diagramma qui mostra i primi giorni della ricerca sulla fusione.
È degli anni ’50, così viene da Los Alamos [Lab]
e hanno costruito un dispositivo, una macchina.
E c’è questo anello sullo sfondo –
al centro della foto, c’è un anello con un bagliore viola –
e questo anello, insieme a ciò che è circondato da
è stato chiamato il Forseatron –
e questo perché gli scienziati non sapevano se avrebbe funzionato affatto.
Ha funzionato in qualche modo, ma non sufficientemente
perché il problema fondamentale della fusione è la fusione è molto facile da fare.
Il processo nucleare fondamentale è noto ed è facile da fare.
L’esercizio è di fare un sacco di processi di fusione allo stesso tempo.
Di nuovo, quindi abbiamo bisogno di molta fusione
al fine di generare notevoli quantità di energia.
E così, è diventato ovvio
quello deve lavorare su cose diverse per costruire la macchina giusta.
Il Forseatron non essendo la macchina giusta è stato scartato.
Molti altri seguirono, seguirono altre generazioni,
e vorrei darvi un aggiornamento sullo stato attuale.
Quindi, il campo magnetico è molto importante:
devi fare uso del campo magnetico
per limitare questo gas super-caldo che chiamiamo plasma.
E potresti aver visto il plasma già nella realtà
se hai visto l’aurora boreale o un’aurora boreale.
Questa è una foto attraverso la finestra di un aeroplano
dell’Aurora Boreale sopra il Polo Nord.
La struttura dell’Aurora Boreale –
questa struttura a strisce è data dal campo magnetico della Terra.
Quindi questo è naturale.
E il plasma è in realtà l’ingrediente che è la zuppa bollente
ciò fa sì che la fusione avvenga così tante volte come dovrebbe essere
per guadagnare davvero energia.
È nel tipo di macchina standard.
Stiamo costruendo una scienza della fusione:
è chiamato tokamak – tokamak non tomahawk;
questa è una grande differenza!
Il tokamak consiste in bobine superconduttori
in cui corre una corrente molto forte.
Si basa anche su un forte flusso di corrente nel plasma reale,
e il plasma è a forma di anello.
Quindi questo anello viola lì,
o questo anello magenta mostrato lì,
è il plasma reale che è collegato al campo magnetico.
Questo è il principio base di un tokamak,
e al giorno d’oggi,
siamo abbastanza coraggiosi nella ricerca sulla fusione per costruire grandi macchine,
perché devono essere grandi per avere molte reazioni di fusione.
Il più grande tokamak al mondo, ora in costruzione,
è il tokamak ITER nel sud della Francia.
Ed è un mondo tokamak in un certo senso.
Non è solo un grande tokamak, il più grande tokamak al mondo,
ma è anche un progetto mondiale,
perché nel progetto ITER è coinvolta metà dell’umanità:
Cina, Stati Uniti, Russia, UE, India, Giappone e Corea del Sud.
Stanno tutti unendo le forze per costruire
questo grande tokamak superconduttore nel sud della Francia.
E questa macchina inizierà a funzionare nel 2025.
Questo è un grande, grande progetto.
C’è un altro concetto che è chiamato stellarator.
Stellarator significa portare la [potenza di] una stella sulla Terra.
E qui, di nuovo in blu, vengono mostrati i magneti
che generano un campo magnetico.
E in giallo,
questa è la forma del plasma data dalla geometria del campo magnetico.
Gli stellarator hanno bisogno di ottimizzazione.
Cosa significa ottimizzazione?
Ottimizzazione significa impostare una serie di criteri:
buona stabilità del plasma, isolamento termico migliorato,
equilibrio, confinamento, cose del genere.
E tu metti tutto, tutti questi requisiti,
in una serie di codici informatici –
codici di computer molto massicci con un sacco di teoria del plasma in esso –
e poi devi fare
tutti questi calcoli orribilmente complicati che usano i supercomputer.
E il supercomputer
che ha calcolato il Wendelstein 7-X – questo è il nostro stellarator –
era il Cray X-MP.
Ancora una volta, questo dispositivo ha più potenza del computer rispetto al Cray X-MP –
questo risale alla metà degli anni ’80, ei supercomputer sembrano diversi ora –
ma nonostante,
la potenza di calcolo era sufficiente per determinare la forma delle bobine.
Questi calcoli sono stati ripetuti e confermati molte volte,
e quindi siamo abbastanza fiduciosi
che abbiamo trovato il campo magnetico giusto.
Lo stellarator 7-X di Wendelstein ora comprende i seguenti elementi:
il plasma – quindi quella è la forma del plasma,
sembra un po ‘come un pneumatico contorto di una bicicletta –
le bobine del campo magnetico, queste bobine di campo magnetico calcolate;
un altro set di bobine per cambiare un po ‘il campo magnetico;
una massiccia struttura d’acciaio che trasporta queste bobine –
ogni bobina pesa sei tonnellate e ha un diametro di tre metri –
e, naturalmente, anche molti tubi e connettori
collegare il sistema di calamite insieme;
e anche una nave esterna –
è una massiccia nave d’acciaio
perché le bobine devono essere azionate nel vuoto
poiché, per la superconduttività,
devi raffreddare le bobine a meno 270 gradi centigradi.
Ecco allora la forma esterna della macchina.
Sembra un po ‘come un’astronave,
Quindi la rivista “Science” ha scritto
assomiglia al Millennium Falcon di Han Solo,
e hanno anche scritto che questa macchina è stata progettata all’inferno.
Non è tutto vero;
è solo una specie di esercizio di ingegneria, e questa è la macchina in realtà.
E hai anche il confronto con una persona.
È una macchina complicata.
Quattrocento tecnici, ingegneri e scienziati
hanno lavorato 20 anni per costruire la macchina a Greifswald, nel nord della Germania.
Vent’anni, un milione di ore di assemblaggio.
E la macchina è in esecuzione.
Stavamo premendo il pulsante,
ed i fisici nel centro hanno fatto il lavoro per noi.
Nel riquadro, vedi anche il plasma.
Il plasma si illumina piacevolmente in bluastro e rossastro.
Queste sono diverse fasi dello sviluppo del plasma.
La macchina funziona perfettamente bene.
Questo è molto soddisfacente dopo 20 anni di costruzione,
e stiamo dando molta speranza alle prestazioni di questa macchina.
Ed ecco la performance:
0,01 grammi di idrogeno sono stati iniettati nella nave,
riscaldato con 4 milioni di watt di potenza a microonde
a 100 milioni di gradi centigradi per gli elettroni
e 20 milioni di gradi centigradi per l’idrogeno.
Non è stato così male per il primo passo della macchina.
Dobbiamo aumentare la densità delle particelle di un fattore 5,
che sembra facile,
ma ha bisogno di più potenza di riscaldamento.
Attualmente stiamo aggiornando la macchina per aumentare la potenza di riscaldamento
a dieci milioni di watt, a dieci megawatt, per impulsi di dieci secondi,
e più tardi, anche per quelli più lunghi.
Vorrei concludere.
Vorrei fare un caso qui per la fusione.
La fusione è pulita;
non ha emissioni di CO₂ – parola chiave “cambiamento climatico”;
nessun rifiuto a lungo termine – diverso dalla fissione;
è abbondante – abbastanza combustibile da fusione per milioni di anni;
ed è accessibile a tutti –
quindi nessuno possiede il combustibile per la fusione, il che è molto importante, naturalmente;
è sicuro – non ci sono guasti catastrofici possibili;
ed è economico –
le macchine sono costose, ma il costo del carburante è essenzialmente zero.
Due macchine chiave nel mondo sono:
Wendelstein 7-X –
qui la missione è di aiutare a creare un plasma di idrogeno per 30 minuti,
e questo non è mai stato fatto prima, lo standard è pochi secondi fino ad ora;
e la missione ITER è creare un plasma di fusione
che genera dieci volte più energia del necessario per creare plasma.
Penso che sarà un importante passo avanti,
e poi, abbiamo una nuova fonte di energia primaria,
e dovrei dire
questa è l’unica nuova fonte di energia primaria su cui l’umanità sta lavorando.
Grazie per l’attenzione.
(Applausi)
Ciò che è dietro di me è la centrale elettrica dell’universo.
È solo una stella convenzionale.
È il nostro sole
E questa centrale elettrica è in funzione da miliardi di anni,
consegnando in modo affidabile energia a noi e al resto dell’universo
solo per emissione di luce.
Quindi, questa è una cosa molto carina, e ovviamente funziona,
e il meccanismo attraverso cui corre è la fusione,
e ti spiegherò qualcosa a riguardo.
Ma farò anche la domanda:
possiamo portare questo meccanismo sulla Terra direttamente?
E la risposta è no, assolutamente no.
Il Sole è troppo grande, il Sole è troppo caldo, il Sole è troppo denso,
tutto parla contro quello;
ma … e la storia del ma:
dobbiamo costruire macchine, macchine intelligenti;
noi, gli umani dobbiamo costruire macchine
per imitare questo processo, per portarlo sulla Terra.
Quindi, per quello, dobbiamo capire alcune piccole cose della fisica.
Non aver paura
Devi distinguere attentamente tra fissione e fusione.
La fissione sta dividendo i nuclei pesanti; la fusione sta fondendo nuclei di luce.
Ed entrambi appartengono allo stesso processo:
è una conversione di massa in energia,
e questa è la famosa formula di Einstein E = mc²,
e questo è il meccanismo comune.
E questa energia viene rilasciata solo dalla velocità, dall’energia cinetica, dal calore in altre parole.
Quindi genera calore.
Ed è quello che vorremmo usare.
E per questo, dobbiamo usare un trucco.
Invece di usare l’idrogeno convenzionale, usiamo versioni di idrogeno.
E questi due cosiddetti isotopi sono chiamati deuterio e trizio.
Il deuterio è solo un pesante idrogeno, il trizio è un idrogeno molto pesante.
Entrambi sono in realtà isotopi di idrogeno,
si comportano come l’idrogeno, solo che la matematica è diversa.
E puoi fonderli molto più facilmente rispetto all’idrogeno convenzionale,
rispetto all’idrogeno che conosciamo dal mondo di tutti i giorni.
E quando li fondiamo, si scontrano,
e nella collisione generano un nucleo di elio, una particella alfa,
e un neutrone e tanta energia.
E questo è il processo che vorremmo usare; noi, scienziati della fusione.
E per avere un’idea di cosa è questo carburante:
un grammo di deuterio-trizio fuso
rilascia la stessa energia di 10 milioni di grammi di carbone bruciato.
E quindi, è un carburante fantastico.
E così, puoi dire: è disponibile sulla Terra, o è solo un sogno?
E la risposta è sì, è fondamentalmente disponibile.
Quindi, il deuterio si trova solo nell’acqua di mare, in una bassa concentrazione,
ma non abbiamo bisogno di molto.
Il trizio è disponibile sulla Terra
facendo uso di un meccanismo
che genera trizio dal litio.
E quindi, se ora metti tutto insieme,
puoi dire che una vasca da bagno piena a metà d’acqua e un accumulatore –
qui, c’è un accumulatore agli ioni di litio in questo telefono cellulare –
libererebbe abbastanza energia
fornire un europeo medio per 25 anni con energia elettrica.
Ovviamente è una grande, grande promessa.
Come farlo accadere?
E questa grande promessa ha guidato l’umanità già da 50 anni
per scoprire come può funzionare.
E questo diagramma qui mostra i primi giorni della ricerca sulla fusione.
È degli anni ’50, così viene da Los Alamos [Lab]
e hanno costruito un dispositivo, una macchina.
E c’è questo anello sullo sfondo –
al centro della foto, c’è un anello con un bagliore viola –
e questo anello, insieme a ciò che è circondato da
è stato chiamato il Forseatron –
e questo perché gli scienziati non sapevano se avrebbe funzionato affatto.
Ha funzionato in qualche modo, ma non sufficientemente
perché il problema fondamentale della fusione è la fusione è molto facile da fare.
Il processo nucleare fondamentale è noto ed è facile da fare.
L’esercizio è di fare un sacco di processi di fusione allo stesso tempo.
Di nuovo, quindi abbiamo bisogno di molta fusione
al fine di generare notevoli quantità di energia.
E così, è diventato ovvio
quello deve lavorare su cose diverse per costruire la macchina giusta.
Il Forseatron non essendo la macchina giusta è stato scartato.
Molti altri seguirono, seguirono altre generazioni,
e vorrei darvi un aggiornamento sullo stato attuale.
Quindi, il campo magnetico è molto importante:
devi fare uso del campo magnetico
per limitare questo gas super-caldo che chiamiamo plasma.
E potresti aver visto il plasma già nella realtà
se hai visto l’aurora boreale o un’aurora boreale.
Questa è una foto attraverso la finestra di un aeroplano
dell’Aurora Boreale sopra il Polo Nord.
La struttura dell’Aurora Boreale –
questa struttura a strisce è data dal campo magnetico della Terra.
Quindi questo è naturale.
E il plasma è in realtà l’ingrediente che è la zuppa bollente
ciò fa sì che la fusione avvenga così tante volte come dovrebbe essere
per guadagnare davvero energia.
È nel tipo di macchina standard.
Stiamo costruendo una scienza della fusione:
è chiamato tokamak – tokamak non tomahawk;
questa è una grande differenza!
Il tokamak consiste in bobine superconduttori
in cui corre una corrente molto forte.
Si basa anche su un forte flusso di corrente nel plasma reale,
e il plasma è a forma di anello.
Quindi questo anello viola lì,
o questo anello magenta mostrato lì,
è il plasma reale che è collegato al campo magnetico.
Questo è il principio base di un tokamak,
e al giorno d’oggi,
siamo abbastanza coraggiosi nella ricerca sulla fusione per costruire grandi macchine,
perché devono essere grandi per avere molte reazioni di fusione.
Il più grande tokamak al mondo, ora in costruzione,
è il tokamak ITER nel sud della Francia.
Ed è un mondo tokamak in un certo senso.
Non è solo un grande tokamak, il più grande tokamak al mondo,
ma è anche un progetto mondiale,
perché nel progetto ITER è coinvolta metà dell’umanità:
Cina, Stati Uniti, Russia, UE, India, Giappone e Corea del Sud.
Stanno tutti unendo le forze per costruire
questo grande tokamak superconduttore nel sud della Francia.
E questa macchina inizierà a funzionare nel 2025.
Questo è un grande, grande progetto.
C’è un altro concetto che è chiamato stellarator.
Stellarator significa portare la [potenza di] una stella sulla Terra.
E qui, di nuovo in blu, vengono mostrati i magneti
che generano un campo magnetico.
E in giallo,
questa è la forma del plasma data dalla geometria del campo magnetico.
Gli stellarator hanno bisogno di ottimizzazione.
Cosa significa ottimizzazione?
Ottimizzazione significa impostare una serie di criteri:
buona stabilità del plasma, isolamento termico migliorato,
equilibrio, confinamento, cose del genere.
E tu metti tutto, tutti questi requisiti,
in una serie di codici informatici –
codici di computer molto massicci con un sacco di teoria del plasma in esso –
e poi devi fare
tutti questi calcoli orribilmente complicati che usano i supercomputer.
E il supercomputer
che ha calcolato il Wendelstein 7-X – questo è il nostro stellarator –
era il Cray X-MP.
Ancora una volta, questo dispositivo ha più potenza del computer rispetto al Cray X-MP –
questo risale alla metà degli anni ’80, ei supercomputer sembrano diversi ora –
ma nonostante,
la potenza di calcolo era sufficiente per determinare la forma delle bobine.
Questi calcoli sono stati ripetuti e confermati molte volte,
e quindi siamo abbastanza fiduciosi
che abbiamo trovato il campo magnetico giusto.
Lo stellarator 7-X di Wendelstein ora comprende i seguenti elementi:
il plasma – quindi quella è la forma del plasma,
sembra un po ‘come un pneumatico contorto di una bicicletta –
le bobine del campo magnetico, queste bobine di campo magnetico calcolate;
un altro set di bobine per cambiare un po ‘il campo magnetico;
una massiccia struttura d’acciaio che trasporta queste bobine –
ogni bobina pesa sei tonnellate e ha un diametro di tre metri –
e, naturalmente, anche molti tubi e connettori
collegare il sistema di calamite insieme;
e anche una nave esterna –
è una massiccia nave d’acciaio
perché le bobine devono essere azionate nel vuoto
poiché, per la superconduttività,
devi raffreddare le bobine a meno 270 gradi centigradi.
Ecco allora la forma esterna della macchina.
Sembra un po ‘come un’astronave,
Quindi la rivista “Science” ha scritto
assomiglia al Millennium Falcon di Han Solo,
e hanno anche scritto che questa macchina è stata progettata all’inferno.
Non è tutto vero;
è solo una specie di esercizio di ingegneria, e questa è la macchina in realtà.
E hai anche il confronto con una persona.
È una macchina complicata.
Quattrocento tecnici, ingegneri e scienziati
hanno lavorato 20 anni per costruire la macchina a Greifswald, nel nord della Germania.
Vent’anni, un milione di ore di assemblaggio.
E la macchina è in esecuzione.
Stavamo premendo il pulsante,
ed i fisici nel centro hanno fatto il lavoro per noi.
Nel riquadro, vedi anche il plasma.
Il plasma si illumina piacevolmente in bluastro e rossastro.
Queste sono diverse fasi dello sviluppo del plasma.
La macchina funziona perfettamente bene.
Questo è molto soddisfacente dopo 20 anni di costruzione,
e stiamo dando molta speranza alle prestazioni di questa macchina.
Ed ecco la performance:
0,01 grammi di idrogeno sono stati iniettati nella nave,
riscaldato con 4 milioni di watt di potenza a microonde
a 100 milioni di gradi centigradi per gli elettroni
e 20 milioni di gradi centigradi per l’idrogeno.
Non è stato così male per il primo passo della macchina.
Dobbiamo aumentare la densità delle particelle di un fattore 5,
che sembra facile,
ma ha bisogno di più potenza di riscaldamento.
Attualmente stiamo aggiornando la macchina per aumentare la potenza di riscaldamento
a dieci milioni di watt, a dieci megawatt, per impulsi di dieci secondi,
e più tardi, anche per quelli più lunghi.
Vorrei concludere.
Vorrei fare un caso qui per la fusione.
La fusione è pulita;
non ha emissioni di CO₂ – parola chiave “cambiamento climatico”;
nessun rifiuto a lungo termine – diverso dalla fissione;
è abbondante – abbastanza combustibile da fusione per milioni di anni;
ed è accessibile a tutti –
quindi nessuno possiede il combustibile per la fusione, il che è molto importante, naturalmente;
è sicuro – non ci sono guasti catastrofici possibili;
ed è economico –
le macchine sono costose, ma il costo del carburante è essenzialmente zero.
Due macchine chiave nel mondo sono:
Wendelstein 7-X –
qui la missione è di aiutare a creare un plasma di idrogeno per 30 minuti,
e questo non è mai stato fatto prima, lo standard è pochi secondi fino ad ora;
e la missione ITER è creare un plasma di fusione
che genera dieci volte più energia del necessario per creare plasma.
Penso che sarà un importante passo avanti,
e poi, abbiamo una nuova fonte di energia primaria,
e dovrei dire
questa è l’unica nuova fonte di energia primaria su cui l’umanità sta lavorando.
Grazie per l’attenzione.
(Applausi)
Please follow and like us:
Be First to Comment