Чтобы отпраздновать 75-летие со дня рождения своих ядерных реакторов только в декабре 2017 года, Массачусетский технологический институт перезапустил историческую кучу индекса графита, которая стала новым инструментом для образования и исследований.
В этот особый момент мы беседовали с профессором Ху Лингвеном, руководителем ядерной лаборатории Массачусетского технологического института и экспертом по ядерным реакторам, и она также поделилась с нами проблемами и новыми возможностями, которые в настоящее время стоят перед ядерной энергетикой во всем мире.
Старший научный сотрудник Ху Лингвен загрузил топливные стержни в топливные каналы графитовой индексной шкалы MIT
Вопрос: Поскольку самая жаркая индустрия - это ИИ сегодня, многие люди отвернулись от ComputerScience. Ядерная энергия - относительно непопулярная отрасль. Почему вы выбрали ядерную энергию? Особенно, как женщина. В области ядерной энергетики есть ИИ или Какова роль самой горячей технологии в эту эпоху в ядерной энергии?
Ху Лингвен: Вероятно, в 1980-х годах, когда я еще учился в старших классах, я начал интересоваться областью ядерной энергии. «Ядерное деление может генерировать миллионы раз энергию сгорания угля», концепция, которая была глубоко заманчивой И в этот момент в науку и машиностроение было очень мало женщин, поэтому я очень благодарен за возможность изучать ядерную технику в Университете Цинхуа на Тайване, прежде чем учился в Массачусетском технологическом институте (Массачусетский технологический институт) в 1996 году Инженерное дело и кандидат технических наук.
С 1960-х годов ядерная энергия рассматривается как один из надежных и экологически чистых источников выработки электроэнергии, и большинство действующих в настоящее время коммерческих атомных электростанций являются атомными электростанциями с легкими водными реакторами, разработанными в 1960-х и 1970-х годах. Для дальнейшего повышения безопасности ядерной энергетики Сексуальность и экономика, расширяют пространство для будущего развития ядерной энергетики и решают нынешние серьезные проблемы глобального изменения климата, крайне важно развивать, демонстрировать и продвигать более совершенные технологии ядерных реакторов.
В настоящее время многие технологические инновации могут быть использованы при проектировании реакторов первого поколения, таких как передовые производственные процессы, высокоточные датчики и различные устройства, а также более оптимизированные методы расчета и моделирования, и, на мой взгляд, искусственный интеллект AI) имеет потенциал для значительного сокращения эксплуатационных расходов на ядерную энергию и повышения безопасности ядерной энергетики.
В: Какие технические проблемы у вас возникают при представлении преимуществ «докритических реакторов» по сравнению с традиционными ядерными реакторами?
Ху Лингвен: Время, требуемое для создания модельного реактора, слишком велико, и этот вопрос является одной из основных задач, стоящих сейчас перед разработкой новых ядерных реакторов (начиная с обработки инструментов выбора площадки и лицензирования, которая в настоящее время составляет по меньшей мере десять лет или около того), поэтому для ускорения работы MIT Моя команда придумала концепцию подкритического реактора, в котором используется реактор MIT в качестве источника нейтронов для управления докритическими реакторами с расплавленной солью и не требует новых площадок и новых разрешений на реактор Инструменты, что резко сокращает время и затраты на создание нового реактора.
Хотя, поскольку докритический реактор будет имитировать только часть ядра реактора, и регулирующим органам в конечном итоге может понадобиться построить прототип демонстрационного реактора, субкритические реакторы должны быть в состоянии дать рекомендации по проектированию новых реакторов Ранние критические данные для секса позволяют разработчикам более легко получить доступ к средствам финансирования и инструментам утверждения для создания прототипов.
В: Где будущее развития ядерной энергетики? Являются ли передовые реакторы деления, такие как реакторы с расплавленной солью и быстрые реакторы, или миниатюрный реактор с встроенным предохранительным или термоядерным реактором? Какой из шести передовых типов реакторов, по вашему мнению, может быть Первым выйдет на первый план?
Ху Лингвен: В будущем, используемая нами ядерная энергетическая технология будет зависеть от конкретных региональных и реальных потребностей. Малые модульные реакторы характеризуются высокой безопасностью и низкими капиталовложениями. Реакторы с расплавленной солью и другие высокотемпературные реакторы обеспечивают новое решение топливного цикла , Что намного более экономично, чем существующие легководные реакторы, которые превращают ядерные отходы в топливо и тем самым эффективно используют урановые ресурсы в качестве долгосрочного источника энергии, но все эти новые реакторы Дизайн потребует дальнейших исследований и разработок, чтобы быть действительно введенными в строительство и использование.
Лаборатория лаборатории ядерного реактора Массачусетского технологического института
Вопрос: Каковы проблемы, с которыми в настоящее время сталкивается развитие ядерной энергетики, и какие интересные прорывы существуют?
Ху Лингвен: На мой взгляд, одной из основных задач, стоящих сейчас перед развитием технологий в области атомной энергетики, является то, как поддерживать надежное и устойчивое финансирование исследований и разработок, а также международного сотрудничества. Удивительно, что сейчас у США появились частные средства для инвестиций в развитие ядерных технологий. Также были внесены некоторые поддерживающие инициативы. Кроме того, международное сотрудничество может ускорить процесс разработки ядерной энергии следующего поколения. Например, TerryPower Билла Гейтса и Китайской национальной ядерной корпорации достигли соглашения о разработке реакторов с бегущей волной. И MIT в настоящее время В сотрудничестве с Китайской академией наук разрабатываются реакторы для литья соли, и я считаю, что в конечном итоге они будут разрешены только благодаря международному сотрудничеству, таким как глобальные проблемы изменения климата и загрязнения.
Вышеупомянутый текст является полным текстом интервью, проведенного профессором DT Jun и профессором Ху Лингвеном, и я считаю, что читателям по-прежнему очень интересно узнать о профессоре Ху Лингвен и ядерной лаборатории MIT, возглавляемой ею. Будущая тенденция глобальной энергетической революции также является предметом озабоченности многих людей. Профессор Ху Лингвен принял приглашение DT Jun и примет участие в предстоящем саммите EmTech Emerging Technologies в Пекине в конце этого месяца. Это принесет нам более захватывающие передовые технологические перспективы, поэтому следите за обновлениями!
MIT перезапуск графитовой кучи полный обзор
2 декабря 1942 года. Под стендом футбольного стадиона Stagg Field в Чикагском университете, лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми впервые возглавил экспериментальную команду в ядерной реакции с контролируемой цепью - Начало также заложило основу для разработки первой атомной бомбы и первого ядерного энергетического реактора.
Спустя семьдесят пять лет, в ознаменование первой критической массы Чикагской кучи (CP-1), MIT возобновил свою работу как новаторская, как в Чикаго в субботу. Субкритическая экспериментальная установка MIT и разработка реактора CP-1 и самодиагностика, Ядерная реакция как ориентир.
Лаборатории ядерной науки и техники и ядерных реакторов празднуют 75-ю годовщину ядерной реакции КНР-1
Такой же графит для реакторной маркировки, что и индексный индекс графита MIT, был сделан в сувенир
Мемориал был не просто прогулкой. Исследователи перезапустили завод под названием Graphite Index heap, который был построен в 1957 году и будет использоваться студентами MIT для подкритических экспериментов в ближайшие годы. В будущем новый дизайн и исследование реактора Он также станет уникальным и ценным инструментом исследований.
Устройство представляет собой большой кубический реактор, выполненный из чистого графита (карандашного свинцового материала) с отверстиями для урана. Естественный урановый стержень имеет очень низкую дозу облучения и безопасен для прямых голых рук. Это то, что сделали Ферми и его коллеги, хотя у них также были защитные перчатки.
В течение десятилетий после экспериментов с реакторами Ферми более 20 подобных графитовых куче были построены университетами США и национальными лабораториями для фундаментальных исследований и обучения, но большинство из них были утилизированы со временем. Куча была вдвое меньше, чем у Ферми-реактора, но она была самой большой из графитовых кучей после сборки и осталась, но она была забыта и осталась неиспользованной в течение многих лет до прошлого года Майклом Шоттом, отделом ядерной науки и инженерии Массачусетского технологического института Краткий профессор «заново».
2 декабря профессор Смит представил историю кучи графитового индекса до 45 человек в Лаборатории ядерного реактора Массачусетского технологического института.
Корд Смит, профессор ядерной науки и техники, с удивлением узнал, что устройство все еще не повреждено, с металлической защитой на своей поверхности, которая выглядела как заброшенный шкаф для хранения и проходила учителями и учениками Не зная о его существовании. Смит и его коллеги из отдела ядерной науки и техники, а также директор лаборатории ядерных реакторов Дэвид Монктон быстро разработали план перезапуска, чтобы отметить эксперименты в области новаторских реакций 75 Юбилей. В 1957 году ученик ядерной науки и инженерии Массачусетского технологического института Ричард Кнапп разработал реакторную систему в своей диссертации бакалавра.
В настоящее время 30 тонн графита и 2,5 тонны урана были полностью очищены и восстановлены, а последний кусок урана был также торжественно загружен 2 декабря. В этой церемонии было приглашено 45 учителей, студентов и гостей, чтобы посмотреть время Было точно, что реакторы Чикаго были завершены, когда их было 45.
По словам Смита, субкритический графитовый реактор Массачусетского технологического института был постепенно прекращен, так как ядерная промышленность быстро перешла от графита к реакторам с легким, тяжелым водой и натрием, а эксперименты на графитовых системах не были связаны с ядерной промышленностью. Графит (или вода) действует как замедлитель, уменьшая скорость нейтронов, испускаемых источником излучения, до первоначального миллиона. Затем тепловые нейтроны взаимодействуют с другими атомами урана с образованием самоподдерживающейся цепной реакции, т. Е. Нейтронов Новый нейтрон образует ряд столкновений, высвобождая больше нейтронов, ударяя атома урана. Критическая точка СР-1 контролируется забиванием управляющего стержня из кадмия, который поглощает нейтроны и прерывает реакцию.
Колдер Смит и МакГарл Джайлс, стоящие перед куском графитового индекса, будут служить учебными и исследовательскими инструментами для студентов
Сегодняшние ядерные реакторы следующего поколения, которые имеют множество передовых разработок, включая системы пассивного охлаждения и безостановочные конструкции топлива для топлива, начали снова использовать графит, сделав реактор еще раз полезным исследовательским инструментом, который позволяет студентам заниматься ядерным топливом, Но также более легкий доступ к реактору MIT Хотя он имеет полномасштабный исследовательский реактор, но он работает почти круглый год и производит тепло 6 МВт. Исследование на реакторе может быть новым типом оболочек топливных стержней или контрольных приборов, но один Год эксперимент только один раз.
По словам Смита, студенты смогут устанавливать, запускать эксперименты и получать результаты в течение нескольких часов или дней на стеке графитовых индексов. Ожидается, что использование графитового стека вызовет интерес у студентов и станет на переднем крае исследовательских реакторов MIT Подготовьте секс-эксперимент.
«В последние годы графит долгое время использовался как реакторная среда, - сказал Смит, но теперь мы возрождаемся». Даже сегодня, как нейтроны, высвобождаемые ядерными реакциями, рассеивают кристаллическую структуру графита, Все еще имеет важное значение для исследования. Смит сказал, что недавно была предложена новая физическая модель для описания этих взаимодействий, и мы надеемся использовать графитную кучу для разработки экспериментов для подтверждения этих новых теоретических моделей.
Смит полагает, что помимо помощи в изучении новых типов реакторов, топлива и облицовки графитовые реакторы и исследовательские реакторы MIT также станут ценными инструментами для обучения студентов ядерной инженерии. «Мы склонны хорошо развиваться Студенты, которые вычисляют алгоритмы и модели, но вы можете думать, что ваша симуляция идеальна, если вы не можете сравнивать ваши вычисления ». Однако в реальном мире фактические измерения обычно не соответствуют ожиданиям, зная, что эти различия помогают Усилить теоретическую модель.