麻省理工学院探讨了使核能成本竞争力的新方法

三个麻省理工学院队伍探索新颖的方法来减少先进核反应堆的运营和维护成本。

Gemina计划中的麻省理工学院队伍将为下一代先进核反应堆提供更精简的运营和维护成本的框架。

核能是一种低碳能源，对降低碳排放至关重要。作为未来能源的持续存活率的关键因素正在寻找新颖的和创新的方法，可以改善下一代高级反应堆中的运营和维护（O＆M）成本。美国能源部的先进研究项目局 - 能源（ARPA-E）建立了由智能核资产（Gemina）计划管理的发电，以确保这一点。通过2700万美元的资金，Gemina正在加速研究，发现和开发新的数字技术，这些技术将为O＆M成本产生有效和可持续的降低。

三个麻省理工学院的研究团队已获得APRA-E Gemina Awards，为降低下一代核电站的O＆M成本而产生关键数据和策略，以使其更经济，灵活，高效。麻省理工学院团队包括来自核科学与工程系（NSE），民事和环境工程的题目的研究人员，以及核反应堆实验室的主题。通过利用最先进的高保真仿真和独特的麻省理工学院研究反应堆能力，麻省理工学院领导的团队将与主要的行业合作伙伴合作，具有实用的O＆M体验和自动化，以支持数字双胞胎的发展。数字双胞胎是物理系统的虚拟副本，其被编程为具有与实际系统相同的属性，规格和行为特征。目标是在数字双胞胎中应用人工智能，先进的控制系统，预测性维护和基于模型的故障检测，以便为先进的核电站设计O＆M框架的设计。

Cerenkov辐射的蓝色辉光从麻省理工学院的反应堆的核心散发出来。

在一个专注于开发高保真数字双胞胎的高保真数字双胞胎，为先进的核反应堆，NSE教授Milio Bagliettoandkorionh Shirvanwill与GE Research和Ge Hitachi的研究人员合作。GE Hitachi BWRX-300，一个旨在提供灵活的能量产生的小模块化反应器将作为参考设计。BWRX-300是一个有前途的小模块化反应器概念，旨在与天然气竞争，以实现美国的市场渗透。该团队将组装，验证和锻炼BWRX-300系统的高保真数字双胞胎。数字双胞胎地址机械和热疲劳失效模式，可超越所选择的BWRX-300组件，并延伸到存在流动流体的所有先进反应器。高保真解析的作用是对方法的核心，因为它涉及核工业的独特挑战。

NSE将利用近年来实现的巨大进步，以加快核工业转向核工业转向高保真模拟以计算流体动力学的形式。模拟的高空间和时间分辨率准确性，结合了启用AI的数字双胞胎，提供了提供预测性维护方法的机会，可以大大降低核动物站的运营成本。GE Research代表了一个理想的合作伙伴，鉴于他们在开发数字双胞胎和GE Hitachi和BWRX-300设计团队的密切联系方面的巨大经验。这支球队特别优化，通过明确表征不确定性来解决对安全级组件的监管挑战。这项三年的MIT LED项目得到1,787,065美元的奖励。

麻省理工学院主要研究工程师和临时主任核反应堆实验室Gordon Kohse将与MPR关联的合作领导，以产生用于熔融盐反应器（MSR）的数字孪晶的关键辐照数据。当核燃料在高温下溶解在熔盐中时，MSRS产生放射性物质，并且在流过反应器芯时经历裂变。了解这些放射性物质的行为对于MSR设计以及预测和降低O＆M成本很重要 - 为市场提供安全，清洁，下一代核电的重要一步。麻省理工学院LED团队将使用麻省理工学院核研究反应堆的独特能力来提供数据，以确定如何在MSR组件中产生和运输放射性物质。MSR的数字双胞胎需要此关键数据，该数据目前无法使用。麻省理工学院团队将在含有在MSR施工中使用的材料中的燃料的熔融盐照射期间和后监测放射性。随着九克赛，麻省理工学院研究团队包括大卫木匠和来自麻省麻省理工学院核反应堆实验室的太阳，以及查尔斯·福斯伯格和Pressicaldda Lifrom NSE。Storm Kauffman和MPR员工团队为该项目带来了大量的核工业经验，并确保数据产生的数据与反应堆开发人员的需求对齐。这项两年的项目得到了899,825美元的奖励。

除了这两个麻省理工学院的LED项目外，第三个麻省理工学院小组将与新的范例密切合作，用于减少先进的反应器O＆M的新范式。这是一个概念证据，将探索如何远离传统的维护和维修方法。EPRI-LED项目将研究“更换和翻新”模型，其中组件是故意设计和测试的，以便更短，更可预测的寿命，其潜在的游戏变化的O＆M成本节省。这种方法类似于商业航空行业采用的方法，其中多次翻新 - 包括发动机更换 - 可以让喷气式飞机在多十年中经济地飞行。该研究将对成本节约和其他重要的经济效益进行评估，如成本节约和其他重要的经济效益，如供应商的可持续性增加。麻省理工学院团队从核反应堆实验室的陆，和NSE教授jacopo Buongiornoand Kororeh Shirvan。

“这项合作项目将通过允许核技术更好地适应不断变化的能源市场条件，清新致力于降低运营和维护成本。麻省理工学院的作用是识别降低成本降低的途径，这些途径适用于一系列有前途的先进反应器技术。特别是，我们需要将物质科学和工程的最新进步与我们的策略中的民间结构一起纳入民间结构，“麻省理工学院项目牵头Shirvan说。

这三个麻省理工学院队伍的进展情况与Gemina计划的其他六个奖项以及下一代高级核反应堆的更为简化的O＆M成本提供了一个框架 - 这是与替代能源有竞争力的关键因素。