دستگاه میکرو راکتور هسته‌ای با نقشه‌برداری دمایی سه‌بعدی زنده به ایمنی بی‌مانند دست می‌یابد
یک تیم از محققان دانشگاه میشیگان یک سیستم نقشه‌برداری دمایی سه‌بعدی زنده و بلادرنگ برای میکرو راکتورهای هسته‌ای توسعه داده‌اند.
این نوآوری می‌تواند ایمنی نظارت را افزایش دهد و راهی برای پذیرش گسترده‌تر این منابع قدرت کم حجم باشد.
میکرو راکتورهای هسته‌ای، که به اندازه کافی کوچک هستند تا توسط یک کامیون نیمه‌حمل شوند، به عنوان یک راه‌حل قابل قبول برای تامین انرژی در مکان‌های دورافتاده، موقعیت‌های کمک‌رسانی در بحران و عملیات نظامی دیده می‌شوند.
با این حال، استقرار آنها در چنین محیط‌هایی نیازمند سیستم‌های نظارتی قوی برای تضمین عملیات ایمن است.
یک راه‌حل امیدوارکننده
این سیستم جدید، که در مطالعه‌ای منتشر شده در Applied Mathematical Modelling توضیح داده شده است، از بنیانی نظری نوآورانه برای ارزیابی توابع اصلی که برای توصیف روندهای بنیادی در داده‌ها استفاده می‌شوند، بهره می‌برد.
این روش امکان بازسازی توزیع‌های دمایی سه‌بعدی و با وضوح بالا درون میکرو راکتور را فراهم می‌کند و نظارت بلادرنگ بی‌سابقه‌ای را امکان‌پذیر می‌سازد.
"یکی از چالش‌های اصلی" برای پذیرش گسترده‌تر میکرو راکتورهای هسته‌ای توانایی اطمینان از دانستن وضعیت درونی راکتور در هر زمان است، برندان کوچوناس، یک استاد مشارک در دانشگاه میشیگان و نویسنده ارشد این مطالعه گفت.
محققان معتقدند که روش آنها، که به دلیل نیاز کم به حافظه کامپیوتری برای عملیات از راه دور مناسب است، می‌تواند تغییر دهنده بازی برای سیستم‌های دوقلوهای دیجیتال باشد. این سیستم‌ها نمایش‌های مجازی از راکتورهای فیزیکی هستند که از داده‌های سنسوری بازسازی شده‌اند.
کوچوناس گفت، دوقلوهای دیجیتال یک فناوری پیشرفته جدید و جذاب هستند که ممکن است ایمنی و اقتصادی بودن میکرو راکتورهای هسته‌ای را بهبود بخشد.
اصلاح دقت
در حالی که ارزیابی اولیه نشان داد که توابع اصلی عمومی برای نظارت دمایی میکرو راکتورهای واقعی کافی نیستند، تیم تحقیقاتی راه‌هایی برای بهبود آنها شناسایی کرده است.
آنها پیشنهاد می‌دهند از توابع اصلی مخصوصی که از توزیع‌های از پیش محاسبه شده دمایی برای هر میکرو راکتور ایجاد شده‌اند، استفاده کنند که معتقدند دقت را به طرز قابل توجهی افزایش خواهد داد.
Price گفت: «روش‌های ما به خصوص برای عملیات از راه دور مناسب هستند زیرا حافظه کامپیوتر را در نظر می‌گیرند که برای ارائه اطلاعات دقیق به سیستم‌های نظارتی دوقلوی دیجیتال با توان محاسباتی محدود مفید خواهد بود.»
نگاهی به آینده
توانایی نظارت بر توزیع‌های دمایی در زمان واقعی می‌تواند روش عملکرد و نظارت بر میکرو راکتورهای هسته‌ای را متحول کند. این فناوری احتمالا بازارهای جدیدی برای انرژی هسته‌ای باز خواهد کرد و به انتقال به یک شبکه برق بدون کربن کمک خواهد کرد.
محققان در مورد آینده فناوری خود خوشبین هستند. Majdi Radaideh، استاد مشارک دانشگاه میشیگان و نویسنده همکار مطالعه گفت: «پیش از استقرار، باید مطمئن شویم که نظارت با استفاده از دوقلوهای دیجیتال اطلاعات دقیقی برای عملیات ایمن در حدود عملکرد اصلی فراهم می‌آورد.»
با این حال، مزایای بالقوه این نوآوری برای صنعت هسته‌ای و فراتر از آن، غیرقابل چشم‌پوشی است.
