Исследователи из Мичиганского университета разработали новаторскую систему трехмерного картирования температуры в реальном времени для ядерных микрореакторов. Это нововведение улучшит контроль безопасности и проложить путь к более широкому внедрению компактных ракторов.
Ядерные микрореакторы, которые можно перевозить на прицепе, рассматриваются как жизнеспособное решение для обеспечения энергией отдаленных районов, ликвидации последствий стихийных бедствий и военных операций. Однако их развертывание требует надежных систем мониторинга для обеспечения безопасной эксплуатации.
Новая система использует новую теоретическую основу для оценки базисных функций, которые применяются для описания фундаментальных тенденций в данных. Такой подход позволяет реконструировать трехмерные распределения температуры высокого разрешения внутри микрореактора, обеспечивая беспрецедентный мониторинг в режиме реального времени.
«Одной из главных проблем» на пути к более широкому внедрению ядерных микрореакторов является возможность быть уверенным в том, что происходит внутри реактора в любой момент времени», - сказал Брендан Кочунас, доцент UM и старший автор исследования.
Исследователи полагают, что их метод может стать переломным моментом для систем цифровых близнецов. Эти системы представляют собой виртуальные представления физических реакторов, реконструированных на основе данных датчиков.
«Цифровые близнецы - это новая многообещающая технология, которая может повысить как безопасность, так и экономическую жизнеспособность ядерных микрореакторов», - сказал Дин Прайс, докторант UM и соавтор исследования.
Хотя первоначальная оценка показала, что общие базисные функции недостаточно точны для реального мониторинга температуры микрореактора, группа нашла способы их улучшения.
Они предлагают использовать специализированные базисные функции, созданные специально на основе предварительно рассчитанных распределений температур для каждого микрореактора, что, по их мнению, значительно повысит точность.
«Наши методы особенно хорошо подходят для удаленной работы, поскольку они учитывают память компьютера, что будет полезно для предоставления подробной информации системам мониторинга цифровых двойников с ограниченными вычислительными возможностями», - сказал Прайс.
Возможность мониторинга распределения температур в режиме реального времени может произвести революцию в способе эксплуатации и мониторинга ядерных микрореакторов. Это потенциально откроет новые рынки для ядерной энергетики и поможет в переходе к декарбонизированной электросети.
