Zur Feier des 75. Jahrestages der Geburt seiner Atomreaktoren kurz nach Dezember 2017 hat das MIT den historischen Graphit-Index-Heap neu gestartet, der ein neues Werkzeug für Bildung und Forschung wurde.
In diesem besonderen Moment interviewten wir Professor Hu Lingwen, Leiterin des Kernlabors und Kernreaktor-Experten des MIT, und sie erzählte uns auch von den Herausforderungen und neuen Möglichkeiten, mit denen die Kernenergie derzeit weltweit konfrontiert ist.
Der leitende Forscher Hu Lingwen hat die Brennstäbe in die Brennstoffkanäle des MIT-Graphit-Indexstacks geladen
Frage: "Da die heißeste Industrie heute KI ist, haben viele Menschen ComputerScience den Rücken gekehrt. Die Kernenergie ist eine relativ unpopuläre Industrie. Warum haben Sie sich für Kernenergie entschieden? Vor allem als Frau. Gibt es auf dem Gebiet der Kernenergie eine KI? Welche Rolle spielt die heißeste Technologie in dieser Ära in der Kernenergie?
Hu Lingwen: Wahrscheinlich, in den 1980er Jahren, als ich noch in der Highschool war, begann ich, mich für das Gebiet der Kernenergie zu interessieren. "Die Kernspaltung kann Millionen von Atomen die Energie der chemischen Verbrennung von Kohle erzeugen", ein damals sehr verlockendes Konzept Und in diesem Moment waren nur sehr wenige Frauen in der Natur- und Ingenieurbranche tätig, daher bin ich sehr dankbar für meine Chance, Nukleartechnik an der Tsinghua Universität in Taiwan zu studieren, bevor ich 1996 am Massachusetts Institute of Technology (MIT) studierte Ingenieurwissenschaften und Ph.D.
Seit den sechziger Jahren gilt die Kernenergie als eine der zuverlässigsten und umweltfreundlichsten Energiequellen, und die meisten der derzeit in Betrieb befindlichen kommerziellen Kernkraftwerke sind Kernkraftwerke aus Leichtwasserreaktoren, die in den 1960er und 1970er Jahren entwickelt wurden Sexualität und Wirtschaft, Erweiterung des Raums für die künftige Entwicklung der Kernenergie und Bewältigung der aktuellen gravierenden globalen Probleme des Klimawandels, es ist von entscheidender Bedeutung, fortschrittlichere Kernreaktortechnologien zu entwickeln, darzustellen und zu fördern.
Gegenwärtig können viele technologische Innovationen bei der Konstruktion von Reaktoren der ersten Generation verwendet werden, wie fortschrittliche Herstellungsverfahren, hochpräzise Sensorik und eine Vielzahl von Geräten, sowie optimierte Berechnungs- und Modellierungsmethoden und meiner Meinung nach künstliche Intelligenz AI) Technologie hat das Potenzial, die Betriebskosten der Kernenergie deutlich zu senken und die Sicherheit der Kernenergie zu verbessern.
F: Welche technischen Herausforderungen haben Sie, um die Vorteile von "unterkritischen Reaktoren" im Vergleich zu herkömmlichen Kernreaktoren darzustellen?
Hu Lingwen: Exemplarische Reaktor Bauzeit erforderlich ist zu lang, dieses Problem eine der großen Herausforderungen ist derzeit die Entwicklung neuer Kernreaktor Verblendung (Zähl-Startstandortwahl und Genehmigungsverfahren von Instrumenten, ein Prozess, der mindestens zehn Jahre erfordert derzeit). Deshalb, um das MIT zu beschleunigen der Aufbau einer kleinen exemplarischen Salzschmelze Reaktoren schlug meine Fraktion das Konzept der unterkritischen Reaktor. die Reaktorkonzepte MIT als angetriebene unterkritischen Neutronenquelle Salzschmelze-Reaktor, ohne neue Orte und neue Reaktor Lizenzierung Instrumente, die die Zeit und die Kosten für den Bau neuer Reaktoren exemplarisch deutlich reduzieren können.
Obwohl aufgrund der unterkritischen Reaktor Simulation nur ein Teil des Reaktorkerns, sondern auch aus der Sicht der Aufsichtsbehörden, können wir schließlich eine vollständige Demonstration des Prototyps Reaktor bauen müssen. Allerdings sollte unterkritischem Reaktor der Lage sein, Informationen über neue Reaktordesign zur Verfügung zu stellen machbar die frühe kritische Daten, wodurch Entwickler leichte Finanzierung und der Bau der Ratifikationsurkunde des Prototyp Reaktors zu erhalten.
Frage: "Wo ist die Zukunft der Kernenergieentwicklung?" Sind fortgeschrittene Kernspaltungsreaktoren wie Salzschmelzenreaktoren und schnelle Reaktoren oder ein miniaturisierter Reaktor mit inhärentem Sicherheits- oder Fusionsreaktor? Welcher der sechs fortgeschrittenen Reaktortypen könnte Ihrer Meinung nach sein? die erste in den Vordergrund kommen?
Huling Wen: Welche Kernenergietechnik wir zukünftig einsetzen werden, hängt von den spezifischen regionalen und tatsächlichen Bedürfnissen ab: Kleine modulare Reaktoren zeichnen sich durch hohe Sicherheit und geringe Investitionskosten aus: Salzschmelzenreaktoren und andere Hochtemperaturreaktoren bieten eine neue Brennstoffkreislauflösung Dies ist weitaus wirtschaftlicher als bestehende Leichtwasserreaktoren, die nukleare Abfälle in Brennstoff umwandeln und somit Uranressourcen als langfristige Energiequelle effizient nutzen, aber all diese neuen Reaktoren Design wird weitere Forschung und Entwicklung erfordern, um wirklich in Konstruktion und Gebrauch gebracht zu werden.
Massachusetts Institute of Technology Kernreaktor Labortür
F: Was sind die Herausforderungen, vor denen die Entwicklung der Kernenergie derzeit steht, und welche aufregenden Durchbrüche gibt es?
Huling Wen: Meiner Meinung nach ist eine der großen Herausforderungen, vor denen die Entwicklung der Nukleartechnologie zugewandt ist, wie zuverlässig und stabil F & E-Finanzierung und die internationale Zusammenarbeit zu erhalten. Spannende ist, dass die Vereinigten Staaten haben jetzt privates Kapital in der Entwicklung der Nukleartechnologie zu investieren, und die Regierung Auch einige unterstützende Initiativen eingeführt. Darüber hinaus kann die internationale Zusammenarbeit die nächste Generation der Kernenergie-Technologie Entwicklungsprozess beschleunigen.Zum Beispiel haben TerryPower von Bill Gates und China National Nuclear Corporation eine Vereinbarung über die Entwicklung von Wanderwellenreaktoren.And MIT ist derzeit wird mit der chinesischen Akademie der Wissenschaften arbeiten Salzschmelze-Reaktor für die globalen Herausforderungen wie Klimawandel und Umweltverschmutzung zu entwickeln, ich glaube, sie letztlich nur durch internationale Zusammenarbeit gelöst werden.
Die oben ist der vollständige Text von Professor DT Jun und Hu Lingwen dieses Interview, ich glaube, die Leser und MIT Professor Hu Lingwen Atomlabors ihrer Führung ist immer noch sehr neugierig, und die zukünftige Richtung der globalen Energiewende ist auch ein Thema von Belang für viele Menschen. Die gute Nachricht ist, Professor Hu Lingwen DT hat die Einladung des Königs angenommen wird EmTech global Emerging Technology Summit in Peking in diesem Monat später statt teilnehmen, dann wird es spannende Spitzentechnologie unserer Sicht bringen, so stay tuned!
MIT starten Sie den Graphit Stapel Bewertung auf
No. 2 Dezember 1942 an der Universität von Stagg Feldfußballstadion Tribünen Chicago, Nobelpreisträger En Wie Fermi (Enrico Fermi) führte die experimentelle Team zum ersten Mal eine kontrollierte nukleare Kettenreaktion - die die Ära der Kernmarken beginnen, sondern führte auch die erste Atombombe und die Entwicklung von Kernreaktoren der Stiftung.
75 Jahre später, zum Gedenken an Chicago Ein Stapel (CP-1) zum ersten Mal kritisch, MIT am Samstag, das Gerät neu zu starten, auch ein Chicago Meilenstein hat. Subkritische experimentellen Einrichtungen CP-1 und MIT-Forschungsreaktor sowie eine sich selbst erhaltende Ketten nukleare Kettenreaktion als Meilenstein.
Nuclear Science and Engineering Laboratory Kernreaktoren und CP-1 75 den Jahrestag des ersten Menschen feiern nukleare Kettenreaktion zu erreichen
Der gleiche Graphit in Reaktorqualität wie der MIT-Graphit-Indexstapel wurde zu einem Souvenir verarbeitet
Das Denkmal kann nicht nur die Bewegungen gehen. Die Forscher ein Gerät neu starten, der Graphit-Stack-Index, der im Jahr 1957 gegründet wurde, in den nächsten Jahren, MIT-Studenten wird es genannt verwenden subkritischen Experimente zu machen entworfen, um die Zukunft der neuen Reaktoren zu studieren Es wird auch ein einzigartiges und wertvolles Forschungswerkzeug werden.
Die Vorrichtung ist ein großer kubischer reiner Graphit (pencil Kernmaterial) den Stapels aus, die Spitze der Uranstangeneinführungsbohrung zu verlassen. Natururanstäbe bei sehr geringen Dosen von Strahlung, es sicher ist, direkt zu holen mit bloßen Händen. 1942 Das taten Fermi und seine Kollegen, obwohl sie auch Schutzhandschuhe hatten.
Nach Jahrzehnten des Versuchsreaktor Fermi, amerikanische Universitäten und nationale Laboratorien mehr als 20 Graphitreaktor ähnlich aufgebaut Grundlagenforschung und Lehre zu tun. Aber im Laufe der Zeit wurden die meisten von ihnen entsorgt. MIT diesem Fermi-Reaktor Haufen nur halb so groß, aber es ist nach dem größten Haufen von Graphit gebaut und überlebt, aber es wurde vergessen und nicht verwendet wird seit vielen Jahren bis zum letzten Jahr nur war MIT Kern Science and Engineering, Michael Schott (Michael Kurz) Professor 'wiederentdeckt'.
Nr 2. Dezember beschreibt Professor Smith die Geschichte des Graphits Stapelindex zu 45 Gästen im Kernreaktor Labor MIT.
Kord Smith, Professor für Nuklearwissenschaften und -technik, war überrascht, als er erfuhr, dass das Gerät noch intakt war. Auf seiner Oberfläche war ein Metallplattenschutz angebracht, der wie ein verlassener Lagerschrank aussah und von Lehrern und Schülern weitergegeben wurde Nicht bewusst seiner Existenz. Smith und seine Kollegen in der Abteilung für Nuklearwissenschaft und Technik sowie Direktor des Kernreaktorlabors David Moncton entwickelten schnell einen Neustartplan, um die bahnbrechenden Experimente des Reaktors 75 zu gedenken Jubiläum 1957 entwarf der MIT-Student für Nuklearwissenschaften und Ingenieurwissenschaften, Richard Knapp, das Reaktorsystem in seiner Bachelorarbeit.
Derzeit 30 Tonnen Graphit der Vorrichtung und 2,5 Tonnen Uran haben alle Bereinigung und Wiederherstellung abgeschlossen ist, das letzte Stück des Urans in der Nr 2. Dezember auch rituell fertig geladen. Diese Zeremonie eingeladen hat 45 Lehrer, Schüler und Gäste erlebten, Zeit Es war genau die Zeit, in der die Reaktoren in Chicago fertiggestellt waren, als die Zahl 45 betrug.
Laut Smith, der Atomindustrie mit dem schnellen Wechsel von dem Graphitreaktor LWR, HWR und natriumgekühlten Reaktoren am MIT subkritischen Graphitreaktor schließlich Für Experimente mit Graphit-System beseitigt nicht mit der Atomindustrie verbunden ist. Diese Geräte sind Graphit (oder Wasser) als Moderator, die Neutronenstrahlung emittiert Geschwindigkeit auf ein Millionstel der ursprünglichen reduziert wird. dann wird eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion thermischen Neutronen Wechselwirkungen mit anderen Uranatome und bilden, das heißt, Neutronen- Uranatome werden gelöst durch mehr Neutronen schlagen, und die Bildung einer neuen Serie von Neutronen Kollision. CP-1, ist kritisch. durch Steuerstäbe aus cadmiumSteckSteuerStäbe können Neutronen absorbieren und die Reaktion wurde abgebrochen.
Stehend vor Stapel von Graphit Index Cordes Smith und Micah Gail Graphitreaktor als Schüler Lehre und Forschung Werkzeug
Heute ist eine neue Generation von Kernreaktoren hat eine Menge von innovativem Design, einschließlich passivem Kühlsystem und ersetzt Kraftstoff non-stop-Design. Diese Entwürfe wieder beginnen mit Graphit, so dass der Reaktor wieder einmal ein nützliches Forschungswerkzeug. Es Studenten mit Kernbrennstoff zu persönlich beschäftigen kann, kommt leichter in Kontakt mit dem Reaktor kann, obwohl es mIT-Forschungsreaktor bei voller Leistung, aber es ist fast die ganze Jahr über Betrieb und 6 MW Energie Experimente am Forschungsreaktor erzeugen kann neue Brennstabhüllrohre oder Überwachungsgeräte untersucht werden, aber ein nur einmal im Experiment.
Laut Smith werden Studenten in der Lage sein, innerhalb weniger Stunden oder Tage auf einem Graphit-Indexstapel zu installieren, Experimente durchzuführen und Ergebnisse zu erzielen, die das Interesse der Studenten wecken und zu den Vorreitern der MIT-Forschungsreaktoren gehören Bereite Sex-Experiment vor.
"In den letzten Jahren wurde Graphit lange Zeit als Reaktormedium verwendet", sagte Smith, aber jetzt sind wir wiedergeboren. "Wie Neutronen, die durch Kernreaktionen freigesetzt werden, durch die Kristallstruktur von Graphit streuen, Es hat immer noch einen wichtigen Forschungswert. Smith sagte, dass kürzlich ein neues physikalisches Modell vorgeschlagen wurde, um diese Wechselwirkungen zu beschreiben, und wir hoffen, Graphithaufen zu verwenden, um Experimente zu entwerfen, um diese neuen theoretischen Modelle zu validieren.
Smith glaubt, dass neben der Erforschung neuer Arten von Reaktoren, Brennstoffen und Ummantelungen, Graphitreaktoren und MIT-Forschungsreaktoren auch für Studenten der Kerntechnik wertvolle Lehrmittel sein werden. "Wir neigen dazu, uns gut zu entwickeln Studenten, die Algorithmen und Modelle berechnen, aber Sie können denken, dass Ihre Simulation perfekt ist, wenn Sie Ihre Berechnungen nicht vergleichen können. "In der realen Welt jedoch stimmen die tatsächlichen Messungen normalerweise nicht perfekt mit den Erwartungen überein, wohl wissend, dass diese Unterschiede helfen Um das theoretische Modell zu verbessern.