Para celebrar el 75 aniversario del nacimiento de sus reactores nucleares poco después de diciembre de 2017, MIT reinició el histórico montón de índices de grafito, que se convirtió en una nueva herramienta para la educación y la investigación.
En este momento especial, entrevistamos al profesor Hu Lingwen, jefe del laboratorio nuclear del MIT y experto en reactores nucleares, y ella también compartió con nosotros los desafíos y las nuevas oportunidades que enfrenta actualmente la energía nuclear en todo el mundo.
El investigador principal Hu Lingwen cargó las barras de combustible en los canales de combustible de la pila de índice de grafito MIT
Q: Hoy en día, la industria más caliente que Hai, muchas personas están obligados a unirse a ComputerScience, la energía nuclear es una zonas relativamente poco populares, ¿por qué eligió a la energía nuclear, especialmente como mujer en el campo de la energía nuclear, si hay AI figura, o ?. dijo que la era de las tecnologías más calientes en el campo de la energía nuclear desempeña qué papel?
Huling Wen: Probablemente, en la década de 1980, cuando todavía estaba en la escuela secundaria, comencé a interesarme en el campo de la energía nuclear. "La fisión nuclear puede generar millones de veces la energía de la combustión química del carbón", un concepto que era muy atractivo en ese momento. Y en ese momento, había muy pocas mujeres ingresando a la industria de la ciencia y la ingeniería, así que estoy muy agradecida por mi oportunidad de estudiar ingeniería nuclear en la Universidad de Tsinghua en Taiwán antes de estudiar en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en 1996 Ingeniería y Ph.D.
Desde el siglo 1960, la energía nuclear ha sido considerada como una de energía fiable y protección del medio ambiente, mientras que las grandes centrales nucleares comerciales están actualmente en funcionamiento en el diseño de un reactor de agua ligera planta de energía nuclear durante los años 1960 y 1970. Para mejorar aún más la seguridad nuclear y la economía, ampliar el espacio para el desarrollo futuro de la energía nuclear, así como hacer frente a la cuestión del cambio climático global severa actual, investigación y desarrollo, demostrar y promover más avanzada tecnología de reactores nucleares es esencial.
En la actualidad, muchas innovaciones tecnológicas pueden utilizarse en el diseño de reactores de primera generación, como procesos de fabricación avanzados, detección de alta precisión y una variedad de dispositivos, así como métodos más optimizados de computación y modelado, y en mi opinión, inteligencia artificial AI) la tecnología tiene el potencial de reducir significativamente los costos operativos de la energía nuclear y mejorar la seguridad de la energía nuclear.
P: ¿Qué desafíos técnicos tiene para presentar las ventajas de los "reactores subcríticos" en comparación con los reactores nucleares tradicionales?
Hu Lingwen: tiempo de construcción del reactor ejemplar requerido es demasiado largo, este problema es uno de los principales desafíos que enfrenta actualmente el desarrollo de nuevos reactores nucleares (recuento de la selección del sitio de inicio y el proceso de concesión de licencias de instrumentos, un proceso que actualmente requiere por lo menos diez años). Por lo tanto, con el fin de acelerar el MIT A mi equipo se le ocurrió el concepto de un reactor subcrítico que utiliza el reactor MIT como fuente de neutrones para impulsar reactores de sales fundidas subcríticas y no requiere nuevos lugares y nuevos permisos para el reactor. Instrumentos, lo que reduce drásticamente el tiempo y el costo de construir un nuevo reactor modelo.
Aunque, debido a la simulación del reactor subcrítico sólo una parte del núcleo del reactor, sino también desde el punto de vista de las autoridades reguladoras, que con el tiempo necesitan para construir una demostración completa del reactor prototipo. Sin embargo, el reactor subcrítico debe ser capaz de proporcionar información sobre nuevos diseños de reactores factible a principios de los datos críticos, lo que permite a los desarrolladores para obtener más fácilmente la financiación y construcción del instrumento de ratificación del reactor prototipo.
Q: ?? El desarrollo futuro de la energía nuclear en la que los reactores de sales fundidas, los reactores rápidos y otros reactores de fisión avanzada, o tienen la seguridad inherente de los reactores miniaturizados, también seis tipos de reactor de fusión avanzada o tipo de reactor, se podría considerar que tipo de el primero en llegar a un primer plano?
Huling Wen: En el futuro, la tecnología de energía nuclear que utilizaremos depende de las necesidades específicas regionales y reales. Los pequeños reactores modulares tienen las características de alta seguridad y poca inversión de capital. Los reactores de sal fundida y otros reactores de alta temperatura proporcionan una nueva solución de ciclo de combustible , Que es mucho más económico que los reactores de agua ligera existentes, que convierten los desechos nucleares en combustible y, por lo tanto, hacen un uso eficiente de los recursos de uranio como fuente de energía a largo plazo, pero todos estos nuevos reactores El diseño requerirá más investigación y desarrollo para ser realmente puesto en la construcción y el uso.
Puerta del laboratorio del reactor nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts
P: ¿Cuáles son los desafíos que enfrenta actualmente el desarrollo de la energía nuclear y qué avances emocionantes hay?
Hu Lingwen: En mi opinión, uno de los principales desafíos que enfrenta actualmente el desarrollo de la tecnología nuclear, es cómo mantener fiable y estable de I + D de financiación y la cooperación internacional. Emocionante es que los Estados Unidos tienen ahora el capital privado para invertir en el desarrollo de la tecnología nuclear, y el Gobierno también introdujo una serie de iniciativas de apoyo relacionados. Además, la cooperación internacional puede acelerar el desarrollo de la tecnología de la energía nuclear de nueva generación. Por ejemplo, TerraPower de Bill Gates y china National nuclear Corporación en el desarrollo de viajar reactor de onda llegaron a un acuerdo y el presente MIT está trabajando con la Academia china de Ciencias para desarrollar reactor de sales fundidas para los desafíos globales como el cambio climático y la contaminación, creo que en última instancia, sólo se pueden resolver mediante la cooperación internacional.
Lo anterior es el texto completo de Profesor DT Jun y Hu Lingwen esta entrevista, creo que los lectores y el MIT profesor Hu Lingwen laboratorios nucleares su liderazgo sigue siendo muy curiosa, y la dirección futura de la revolución energética global es también un tema de preocupación para muchas personas. La buena noticia es el profesor Hu Lingwen DT ha aceptado la invitación del rey, asistirá a Cumbre tecnología emergente mundial EmTech celebrada en Beijing a finales de este mes, a continuación, que traerá más emocionante tecnología de vanguardia a nuestro punto de vista, así que estad atentos!
MIT reiniciar completo análisis de pila de grafito
No. 2 Diciembre de 1942, de la Universidad de Stagg Field gradas del estadio de fútbol de Chicago, Premio Nobel En igual Fermi (Enrico Fermi) dirigió el equipo experimental para la primera vez que una reacción nuclear en cadena controlada - que marca la era de las armas nucleares El comienzo también sentó las bases para el desarrollo de la primera bomba atómica y el primer reactor de energía nuclear.
75 años más tarde, para conmemorar Chicago Una pila (CP-1) por primera vez crítico, el MIT el sábado para reiniciar el dispositivo también tiene un evento de Chicago hito. Instalaciones experimentales Subcríticos CP-1 y el reactor de investigación del MIT, así como una cadena autosostenida Reacción nuclear como punto de referencia.
Ciencia Nuclear y Laboratorio de Ingeniería de reactores nucleares y CP-1 75 para celebrar el aniversario de la primera humano para lograr la reacción en cadena nuclear
recuerdos MIT y el índice de pila de grafito la misma grafito de grado de reactor se hace
El monumento no sólo puede seguir todo el procedimiento. Los investigadores reiniciar un dispositivo llamado el índice de pila de grafito, que fue fundada en 1957, en los próximos años, los estudiantes del MIT lo utilizarán para hacer experimentos subcríticos diseñados para estudiar el futuro de nuevos reactores en adelante, también será una herramienta de investigación única y valiosa.
El aparato es un gran grafito puro cúbico (material del núcleo lápiz) hecha de pila, dejando la parte superior del orificio de inserción de barras de uranio. Barras de uranio natural a dosis muy bajas de radiación, es seguro para recoger directamente con las manos desnudas. 1942 Fermi y sus colegas es tan seco, aunque también tienen guantes de protección.
Después de décadas de reactor experimental de Fermi, universidades de Estados Unidos y los laboratorios nacionales construyeron más de 20 reactores de grafito similar a hacer la investigación y la enseñanza básica. Pero con el tiempo, la mayoría de ellos han sido eliminados. MIT este Fermi montón reactor de la mitad de tamaño, sino que se construye después de la más grande montón de grafito, y sobrevivió, pero se ha olvidado y sin uso durante muchos años hasta el año pasado fue sólo el MIT nuclear de Ciencia e Ingeniería, Michael Schott (Michael Profesor corto "redescubrir".
Nº 2 de diciembre de profesor Smith describe la historia del índice pila de grafito para 45 personas en el laboratorio reactor nuclear de MIT.
Cuando el dispositivo también se supo que intacta, Ciencia e Ingeniería Nuclear Profesor Calder Smith (Smith Kord) estaba muy sorprendido. Tiene un panel de protección de superficies de metal, se ve como una gabinetes de almacenamiento abandonados, pasando por los estudiantes y profesores en absoluto no es consciente de su existencia. Smith y rápidamente se desarrolló un plan para reiniciar colegas de ciencia e ingeniería nucleares, así como director del laboratorio nuclear David Moncton (Moncton David), en honor de experimentos pioneros del reactor 75 aniversario. en 1957, el MIT nuclear Ciencia y estudiante de Ingeniería Richard Knapp (Richard Knapp) en su tesis de licenciatura en el diseño del sistema de reactor.
En la actualidad, se han limpiado y recuperado por completo 30 toneladas de grafito y 2,5 toneladas de uranio, y el último pedazo de uranio también se cargó ceremonialmente el 2 de diciembre. Esta ceremonia invitó a 45 docentes, estudiantes e invitados a presenciar el momento. Era exactamente el momento en que se completaron los reactores de Chicago, cuando el número era 45.
Según Smith, el reactor de grafito subcrítico del MIT se eliminó gradualmente a medida que la industria nuclear cambiaba rápidamente de grafito a reactores ligeros, de agua pesada y refrigerados por sodio, y los experimentos con sistemas de grafito no se asociaron con la industria nuclear. El grafito (o agua) actúa como moderador, reduciendo la velocidad de los neutrones emitidos por la fuente de radiación al millón original. Luego, los neutrones térmicos interactúan con otros átomos de uranio para formar una reacción en cadena autosostenida, es decir, neutrones El nuevo neutrón forma una serie de colisiones al liberar más neutrones al golpear el átomo de uranio. El punto crítico del CP-1 se controla mediante el taponamiento de una barra de control hecha de cadmio que absorbe los neutrones e interrumpe la reacción.
Colder Smith y McGarle Giles de pie frente a la pila de índice de grafito servirán como herramientas de enseñanza e investigación para los estudiantes
Hoy, una nueva generación de reactores nucleares tienen un montón de diseño de vanguardia, incluyendo el sistema de refrigeración pasiva y reemplazar el diseño de combustible sin parar. Estos diseños empezar de nuevo usando el grafito, por lo que el reactor una vez más convertirse en una útil herramienta de investigación. Se permite que los estudiantes se ocupan personalmente de combustible nuclear, puede llegar más fácilmente en contacto con el reactor, aunque hay reactor de investigación del MIT a plena potencia, pero es casi el año la operación y generar experimentos de energía 6MW en el reactor de investigación se puede estudiar un nuevo revestimiento de barra de combustible o de los equipos de vigilancia, sino una Experimento anual solo una vez.
Según Smith, los estudiantes podrán instalar, ejecutar experimentos y obtener resultados en unas pocas horas o días en una pila de índice de grafito. Se espera que el uso de pilas de grafito despierte el interés de los estudiantes y esté a la vanguardia de los reactores de investigación en el MIT. Preparar el experimento sexual
"En los últimos años, el grafito se ha usado como medio de reactor muchas veces", dijo Smith, pero ahora renacemos ". Incluso hoy en día, cómo los neutrones liberados por las reacciones nucleares se dispersan a través de la estructura cristalina del grafito, Todavía tiene un importante valor de investigación. Smith dijo que recientemente se ha propuesto un nuevo modelo físico para describir estas interacciones y esperamos usar el montón de grafito para diseñar experimentos que validen estos nuevos modelos teóricos.
Smith cree que, además de ayudar a estudiar nuevos tipos de reactores, combustibles y revestimientos, los reactores de grafito y los reactores de investigación MIT también serán valiosas herramientas educativas para los estudiantes de ingeniería nuclear. "Tendemos a ser buenos en el desarrollo Los estudiantes que calculan algoritmos y modelos, pero puede pensar que su simulación es perfecta si no puede comparar sus cálculos ". Sin embargo, en el mundo real, las medidas reales generalmente no se ajustan a las expectativas, sabiendo que estas diferencias ayudan Para mejorar el modelo teórico.