В период растущего спроса на устойчивую электроэнергию во всем мире ученые сосредоточились на разработке малых ядерных реакторов. Чтобы сделать инновации более безопасными, исследователи обратились к новой технологии на базе искусственного интеллекта, которая может обнаруживать потенциальные опасности в этих реакторах за считанные секунды.
Названная интеллектуальной компонентной системой, эта технология обеспечивает удаленное наблюдение за малыми ядерными реакторами.
Разработанная исследователями из UNIST, система включает в себя встроенные оптоволоконные датчики для мониторинга компонентов и отправки оповещений в случае возникновения нештатных ситуаций.
Прорыв заключается в новой технологии
Прорыв заключается в новой технологии , которая объединяет 3D-печать с ИИ, что позволяет быстро обрабатывать множество непрерывных переменных с оптоволоконных датчиков. Команда успешно изготовила интеллектуальные ядерные детали с помощью метода печати Directed Energy Deposition (DED), бесшовно интегрируя оптоволоконные датчики в металлические компоненты, сообщает TechExplore .
Небольшой ядерный реактор — это микрореактор, компактный реактор, который будет достаточно мал для перевозки на грузовике и может помочь решить энергетические проблемы в ряде областей.
Конструкции микрореакторов различаются, но большинство из них смогут производить 1-20 мегаватт тепловой энергии , которую можно будет использовать напрямую в качестве тепла или преобразовывать в электроэнергию. Их можно использовать для выработки чистой и надежной электроэнергии для коммерческого использования или для неэлектрических применений, таких как централизованное теплоснабжение, опреснение воды и производство водородного топлива.
Большинству конструкций потребуется топливо с более высокой концентрацией урана-235, которое в настоящее время не используется в современных реакторах, хотя некоторые могут выиграть от использования высокотемпературных замедлительных материалов , которые снизят требования к обогащению топлива, сохраняя при этом небольшой размер системы.
Мониторинг реакторов в режиме реального времени
Недавнее исследование предлагает новый подход с использованием прямого энергетического осаждения для включения оптоволоконного датчика в компоненты микрореактора (МР), что позволяет осуществлять мониторинг в реальном времени с помощью искусственного интеллекта.
«Встроенное оптоволокно генерирует данные в реальном времени, которые позволяют проводить анализ тепловой деформации in vivo с использованием ИИ. Наш интеллектуальный компонент МР может обнаруживать структурные аномалии, определять ненормальные операции и оценивать рабочие условия с помощью интерфейсов дополненной реальности и технологии ИИ», — говорят исследователи в исследовании.
Профессор Им Ду Чжон с кафедры машиностроения UNIST заявил, что исследователи решили проблемы, связанные с традиционными методами инспекции, с помощью нашей технологии конвергенции ИИ, которая может значительно повысить стабильную и эффективную работу малых атомных электростанций следующего поколения.
Применение за пределами ядерной энергетики
«Эта конвергентная технология может выйти за рамки ядерной энергетики и потенциально принести пользу различным отраслям промышленности, таким как автономные производственные системы, аэрокосмическая промышленность и передовая оборона», — сказал Юнг.
«Мы представили новый метод производства компонентов интеллектуального микрореактора путем встраивания оптоволоконных датчиков в процесс направленного энергетического осаждения (DED). Этот метод включает оптимизированный процесс DED для металлических компонентов систем МР», — заявили исследователи в своем исследовании.
Исследователи подчеркнули, что предлагаемый процесс, включающий встраивание датчиков в металлические компоненты, может быть применен для изготовления интеллектуальных металлических компонентов с различными датчиками с использованием процесса направленного осаждения энергии (DED).
Это исследование также позволит расширить сферу применения в различных отраслях промышленности и областях исследований, требующих цифровизации и искусственного интеллекта в компонентах, изготовленных методом аддитивного производства.
Исследование опубликовано в журнале Virtual and Physical Prototyping .