Las plantas de energía nuclear generan el 20% de la electricidad del país y son la fuente de energía limpia más grande de los EE. UU. Pero para compensar aún más el cambio climático, el sector de la energía nuclear necesita ampliar la vida útil de las instalaciones existentes y construir otras nuevas.

Esto requiere que EE. UU. Cambie de la tecnología analógica tradicional a los últimos avances en tecnología digital, un cambio ya realizado en otros países.

La Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. Ha autorizado al Reactor Número Uno de la Universidad de Purdue (PUR-1) como el primer sistema de control e instrumentación de reactores nucleares completamente digital en la nación. El reactor y la instalación mejorados, construido originalmente en 1962, allana el camino para la implementación generalizada de la tecnología digital en los reactores de investigación y de la industria.

"La tecnología de control moderna en el sector nuclear permitirá aplicaciones de big data y una mayor confiabilidad, "dijo Clive Townsend, el supervisor del reactor de Purdue. "Pasamos de los tubos de vacío y los cables soldados a mano de los años 60, a LED, cables ethernet y electrónica avanzada ".

Las consolas analógicas tradicionales dificultan la obtención de datos de investigación de forma precisa y rápida. mientras que un sistema digital permite medir los valores al instante. Pasarse a la tecnología digital significa que se pueden procesar y analizar muchos más datos, abriendo la puerta a capacidades que aún no han sido posibles en el sector nuclear, como el análisis predictivo, aprendizaje automático e inteligencia artificial.

La tecnología digital también permite que las instalaciones de los reactores identifiquen las interrupciones del rendimiento que pueden ocurrir antes del tiempo de mantenimiento programado. haciéndolos más seguros y extendiendo su vida útil. Si es necesario reemplazar piezas, los digitales son mucho menos costosos y están más disponibles comercialmente que los componentes analógicos.

Si bien los reactores universitarios como el de Purdue no se utilizan para alimentar redes de energía como los reactores industriales, proporcionan una plataforma para la investigación. Algunos ejemplos que pueden sorprenderle incluyen comprender cómo los metales pesados ​​afectan la salud mental, identificando los orígenes de un 1, Artefacto de 000 años de antigüedad o, eventualmente, predecir qué tan bien volarán los pilotos nuevos aviones.

La conversión digital de PUR-1 comenzó en 2012, cuando el Departamento de Energía de EE. UU. otorgó a Purdue una subvención a través de su Programa Universitario de Energía Nuclear para reemplazar el equipo del reactor con un sistema de control e instrumentación de última generación. Purdue desarrolló y construyó el sistema totalmente digital en colaboración con Mirion Technologies y Curtiss-Wright Corp.

"El uso del reactor en los últimos años había pasado de la investigación fundamental de la física de los reactores a servir principalmente como una instalación de apoyo educativo, "dijo Seungjin Kim, el Capitán James F. McCarthy Jr. y Cheryl E. McCarthy, Directora de la Escuela de Ingeniería Nuclear de Purdue.

"Ahora, podemos volver a esa impactante investigación y al mismo tiempo expandir significativamente las capacidades de enseñanza del reactor, " él dijo.

PUR-1 ahora incluye una pared de video de 150 pies cuadrados, que mejora la visualización de datos e involucra a los futuros estudiantes de ingeniería nuclear.

"El reactor nuclear con instrumentación y control totalmente digitalizados es un hito para la Escuela de Ingeniería Nuclear de Purdue, "dijo Mung Chiang, el Decano John A. Edwardson de la Facultad de Ingeniería de Purdue. "La investigación y la docencia habilitadas por el nuevo PUR-1 también contribuirán al próximo capítulo de la energía nuclear, seguridad y protección en el país ".

Las licencias de la NRC de EE. UU. Del sistema PUR-1 no tienen precedentes en otras formas, también:Algunas de las piezas están certificadas por la Comisión de Normas de Seguridad Nuclear de Alemania (KTA), en lugar de bajo las normas nacionales.

Históricamente, la NRC de EE. UU. ha aceptado solo piezas certificadas según los estándares nacionales, que generalmente tienen un costo prohibitivo para su uso. La NRC de EE. UU. Aceptó estas partes en PUR-1 a través de la iniciativa de la agencia para un proceso regulatorio basado en el desempeño y basado en el riesgo.

"El hecho de que la NRC acepte una consola digital para un pequeño reactor de investigación, con piezas certificadas bajo los estándares KTA, señala al organismo regulador que avanza hacia la aprobación en un gran reactor industrial, "Dijo Townsend.

Un reactor universitario digital ofrece varios beneficios tanto para los actores de la industria como para los entornos educativos. Como banco de pruebas ciberfísico, Los colaboradores y socios corporativos podrán evaluar simulaciones de reactores industriales utilizando las instalaciones de Purdue como modelo y aplicar las lecciones aprendidas y las mejoras de las mejores prácticas en sus propios reactores.

"Probar código y simulaciones en instalaciones universitarias más pequeñas permite una mayor flexibilidad, facilidad de acceso y ciclos de desarrollo más rápidos que los que estarían disponibles en socios industriales más grandes, "dijo Robert Bean, el director de la instalación PUR-1 y profesor asistente de ingeniería nuclear en Purdue. "A bajo costo, los investigadores podrán evaluar rápidamente su trabajo y lograr una implementación a gran escala ".

La tecnología digital también significa que Purdue puede utilizar el reactor para enviar datos en vivo a ubicaciones remotas, ayudar a los investigadores a hacer coincidir el estado del reactor en tiempo real con sus resultados experimentales, y que los estudiantes visualicen desde sus monitores cómo responde un reactor.

"Podemos enviar señales a áreas, como escuelas en países en desarrollo, que no tienen el lujo de tener su propia instalación de reactor nuclear y la infraestructura educativa asociada. Mientras tengan Internet y esta asociación con Purdue, pueden ver y estudiar cómo funciona el reactor, "Dijo Kim.

Una ceremonia de inauguración del recién licenciado PUR-1 dará inicio a una cumbre de tres días, "Átomos para la humanidad, "el 3 de septiembre en Purdue University.