Vincent Walter y Erin Est / Purdue
- Todas las plantas nucleares en los Estados Unidos han funcionado con tecnología analógica, hasta ahora. El Reactor número uno de la Universidad de Purdue (PUR-1) ha pasado oficialmente de analógico a digital.
- PUR-1 es pequeño, con solo la potencia suficiente para ejecutar una tostadora. Eso lo convierte en un sujeto de prueba perfecto para ejecutar una planta digitalmente.
- El potencial del proyecto incluye una mayor comunicación para las plantas y la capacidad de incorporar IA en la energía nuclear pacífica.
Si bien los reactores nucleares aún pueden parecer futuristas, están lejos de la vanguardia. Hasta hace poco, todas las plantas nucleares en Estados Unidos funcionaban con tecnología analógica de décadas. Ahora, los científicos e ingenieros han hecho la transición del Reactor número uno de la Universidad de Purdue (PUR-1) a todo digital, con la esperanza de que puedan impulsar la tecnología nuclear.
"A medida que Estados Unidos y el mundo continúan implementando tecnología digital, eso introduce fortalezas y vulnerabilidades que deben explorarse y comprenderse porque nuestra economía depende de la capacidad de recuperación de estos sistemas", dice Clive Townsend, el supervisor de PUR-1, en una rueda de prensa
Como puede atestiguar cualquiera que haya estudiado o experimentado la Revolución digital desde la década de 1950 hasta la década de 1980, los sistemas digitales generalmente ofrecen una serie de ventajas sobre los sistemas analógicos, como los cables soldados a mano y los tubos de vacío. Hay una mayor flexibilidad con los sistemas digitales, la capacidad de manejar algoritmos complejos puede permitir un enorme crecimiento, y los sistemas pueden analizarse para el mantenimiento.
Para la industria nuclear, los sistemas digitales podrían abrir nuevas posibilidades en inteligencia artificial, lo cual es imposible con los sistemas analógicos. Y si las piezas necesitan ser reemplazadas, es mucho más barato encontrar productos digitales que los analógicos de boutique, por muy hermosos que se vean.
Pero si bien los sistemas digitales tienen enormes ventajas, eso no significa que sean perfectos. Existe la posibilidad de accidentes, tanto con hardware como con software. Es por eso que PUR-1, con licencia de la Comisión de Regulación Nuclear de los Estados Unidos (NRC), servirá como el primer banco de pruebas cibernucleares del país.
PUR-1 es una planta académica que en el pasado se ha utilizado con fines de investigación o para impulsar otros proyectos en Purdue. Es un enorme 1 pie de ancho por 1 pie de largo por 2 pies de alto, ubicado en el fondo de una piscina de 8 pies de diámetro. Legalmente, solo está permitido producir suficiente energía para alimentar un secador de pelo o una tostadora.
Vincent Walter y Erin Est / Purdue
PUR-1 se convirtió en la segunda planta de energía nuclear construida en Indiana en 1961, y la primera en alcanzar la criticidad. Actualmente es la única planta nuclear en el estado. Después de que el equipo de instrumentación y control de PUR-1 fuera reemplazado en 2012, ha cambiado entre ser objeto de investigación o impulsar otras actividades académicas en Purdue.
Con la planta digital en funcionamiento, podrá perseguir ambas al mismo tiempo. Purdue quiere que el proyecto esté abierto a tantos socios corporativos y académicos como sea posible.
"Estamos invitando y formando asociaciones, que podrían ser privadas, otras universidades o laboratorios nacionales, para explorar cómo podemos aprovechar las fortalezas de los sistemas digitales para garantizar la confiabilidad", dice Townsend.
“Estamos viendo un interés renovado por parte de los miembros del público y futuros estudiantes, así como colaboraciones en los sectores público y privado, para usar este pequeño reactor para una variedad de propósitos, incluida la caracterización de detectores y nuevas capacidades de divulgación tanto en los EE. UU. Como en los EE. UU. mundo ", continúa. "Realmente ha dado nueva vida, así como nuevas capacidades de investigación".
La conversión lleva años en proceso, y el proceso comenzó en 2016. Parte de lo que ha llevado tanto tiempo es la construcción. Por primera vez, varias piezas utilizadas en el nuevo PUR-1 están certificadas por la Comisión Alemana de Normas de Seguridad Nuclear (KTA), en lugar de solo las normas de la NRC de EE. UU. La medida puede ser pequeña, pero para la industria nuclear recientemente débil, podría ser una señal de que la NRC espera que este proyecto pueda internacionalizarse.
"El hecho de que la NRC esté aceptando una consola digital para un pequeño reactor de investigación, con piezas certificadas bajo los estándares de KTA, indica que el organismo regulador está avanzando hacia la aprobación en un reactor industrial grande", dice Townsend.
Un enfoque internacional para el proyecto es crucial por dos razones: la primera es que la mayor parte del crecimiento nuclear en el mundo está fuera de los EE. UU. La segunda es que la investigación internacional es uno de los principales beneficios de la digitalización. La tecnología dentro del reactor le permitirá transmitir datos en vivo a ubicaciones remotas. Como herramienta de aprendizaje, podría ser esencial; Los investigadores podían rastrear experimentos en tiempo real, y los estudiantes podían ver las partes de trabajo de un reactor en tiempo real.
"Podemos enviar señales a áreas, como escuelas en países en desarrollo, que no tienen el lujo de sus propias instalaciones de reactores nucleares y la infraestructura educativa asociada", dijo Seungjin Kim, director de la Escuela de Ingeniería Nuclear de Purdue, en julio. anuncio "Mientras tengan internet y esta asociación con Purdue, pueden ver y estudiar cómo funciona el reactor".
La finalización de PUR-1 se produce en medio de una búsqueda de la próxima generación de tecnología nuclear. Hay reactores de onda que viajan, que hipotéticamente consumirían los desechos nucleares de hoy en día y ha despertado el interés de inversores como Bill Gates. Luego están los reactores de torio, que usarían menos uranio y producirían mucho menos desperdicio en primer lugar y han sido promovidos por el candidato presidencial demócrata Andrew Yang. Ninguna de las tecnologías se ha puesto en práctica civil todavía.
Por ahora, la planta nuclear digital está aquí. Si bien es probable que no revolucione la industria como lo harían las otras dos tecnologías, la digitalización podría hacer que las plantas funcionen de manera más eficiente y reducir aún más el riesgo de accidentes.
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