愛達荷州立大學 (ISU) AGN-201 研究堆的虛擬復(fù)制品是與愛達荷國家實驗室 (INL) 合作開發(fā)的，據(jù)稱是世界上第一個核反應(yīng)堆數(shù)字孿生。

該團隊檢查反??應(yīng)堆數(shù)字孿生的一個組件(圖片來源：INL)

數(shù)字孿生是現(xiàn)實生活資產(chǎn)的虛擬模型，例如復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施、機器或建筑物。通過對核反應(yīng)堆進行建模，數(shù)字孿生使研究人員能夠了解某些變化如何影響整個系統(tǒng)，而無需對物理反應(yīng)堆本身進行不可逆轉(zhuǎn)的改變。據(jù) INL 稱，數(shù)字孿生可以節(jié)省核能研究人員的時間和金錢，特別是當新的創(chuàng)新反應(yīng)堆上線時。

AGN-201 數(shù)字孿生從實際反應(yīng)堆接收實時數(shù)據(jù)，然后使用機器學習來預(yù)測其性能。借助數(shù)字孿生，研究人員可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)與混合現(xiàn)實中的現(xiàn)實反應(yīng)堆進行交互。

INL 表示：“有一天，核反應(yīng)堆的數(shù)字孿生可以讓操作員遠程控制反應(yīng)堆。”

該項目于 2022 年 8 月開始，此前 INL 數(shù)字工程師、ISU 畢業(yè)生 Ryan Stewart 建議使用 AGN-201 反應(yīng)堆進行團隊計劃的一些演示。該反應(yīng)堆被認為是該項目的理想試驗臺，因為與商用反應(yīng)堆相比它很簡單。

ISU 學生在反應(yīng)堆中安裝了數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并開發(fā)了操作場景來測試雙反應(yīng)堆 - 獲得了參與前沿研究的獨特機會。該實驗室提供了許多數(shù)字工程支持，包括數(shù)據(jù)采集、云流、機器學習和混合現(xiàn)實。

去年五月，該實驗室的團隊向美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆提交了這些結(jié)果。

INL 數(shù)字工程經(jīng)理 Christopher Ritter 表示：“核反應(yīng)堆數(shù)字孿生的好處是巨大的。” “數(shù)字孿生提供了對核燃料循環(huán)設(shè)施運營的全面了解，加強了核安全和防擴散工作。”

AGN-201 反應(yīng)堆由 Aerojet General Nucleonics 于 1950 年代末開發(fā)，于 1965 年開始在 ISU 運行。這種低功率(高達 5 Wt)研究反應(yīng)堆通常用于學術(shù)和工業(yè)研究/實驗，以及用于各種測試和培訓目的。它是世界上仍在運行的五座此類反應(yīng)堆之一，其中另外兩座也在美國。

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