في عالمنا من الخوارزميات التي يهيمن عليها الذكاء الاصطناعى ، يفضل بعض الفيزيائيين النوويين القيام بالعلم بالطريقة القديمة. وقد تكون هذه الخوارزمية القائمة على الفيزياء التي تم تطويرها حديثًا وخالية من الذكاء الاصطناعي هي الاختراق اللازم للمفاعلات النووية الصغيرة التي تنطلق بشكل جدي.
تصف ورقة حديثة نشرت في التقدم في الطاقة النووية خوارزمية تتيح تفاعلات ميكروية نووية – مفاعلات مصغرة محددة ، توفر الطاقة للمواقع البعيدة – لضبط إخراج الطاقة تلقائيًا. هذا وثيق الصلة بشكل خاص بالمجهولات الدقيقة ، حيث أن وضعها المقصود في المجتمعات الريفية ، ومناطق الكوارث ، وسفن الشحن يعني أنه لن يكون هناك دائمًا موظفين متاحين لفحص يدوي ، على عكس المفاعلات التقليدية.
وقال بريندان كوتشوناس ، مؤلف كبير للمؤلفة والمهندس النووي بجامعة ميشيغان في بيان: “يمكن أن تساعد طريقتنا على مفاعلات البائعين في تصميم أنظمة التحكم المستقلة التي تكون أكثر أمانًا وأمانًا”.
وأضاف: “العديد من الشركات الناشئة والضرورية في الولايات المتحدة تدفع نحو النشر الواسع على المدى القريب والموظف للميكرات النووية”. “ويؤسس عملنا وسيلة واضحة لتحقيق ذلك بطريقة قابلة للحياة اقتصاديًا.”
صغيرة ولكنها قوية
في الواقع ، تعتبر Microreactors خيارًا قويًا ولكنه متنقل لتزويد الكهرباء بالمناطق النائية. لكي نكون واضحين ، تختلف المفاعلات الدقيقة عن المفاعلات المعيارية الصغيرة ، والتي يتم تحجيمها من الإصدارات من المفاعلات النووية التقليدية. تتمتع أجهزة التفاعلات بالميكرورات بسعة طاقة أصغر تولد ما يصل إلى 20 ميجاوات من الطاقة الحرارية.
في الولايات المتحدة ، كانت المجهرية موجودة في وقت مبكر من منتصف القرن العشرين ، معظمها للاستخدام العسكري. مع التقدم في الفيزياء النووية ، بدأت Microreactors تظهر في المزيد من السياقات التجارية ، على الرغم من أن العديد من العقبات لا تزال تعرقل طريقها إلى التنفيذ الأوسع. تسعى الخوارزمية الجديدة إلى معالجة مشكلة في الحمل الفعال التالي – قدرة Microreactor على ضبط إخراج الطاقة بناءً على تغيير الطلب.
الاستفادة من الفيزياء
بالنسبة للدراسة ، أجرى الفريق العديد من عمليات المحاكاة للمفاعلات ذات الحرارة المرتفعة في درجات الحرارة (HTGR) ، وهي عائلة من المفاعلات التي تستخدم غازات الهيليوم والمواد السيرامية لتثبيت الانشطار النووي (وهي عملية تقسم الذرات الثقيلة لتوليد الطاقة). يمكن أن تتراوح هذه المفاعلات من أحجام Microreactor إلى المقاييس التقليدية العملاقة ، مما يجعلها نماذج جيدة للباحثين للعمل معها.
قام الفريق بتشغيل خوارزميةهم على نسخة طبق الأصل مبسطة من microreactor ، مع التأكد من الحفاظ على المعلمات الرئيسية مثل كثافة الطاقة ، ودرجة حرارة المبرد ، والضغط الأساسي ، وسرعة التدفق. طلبت المحاكاة الخوارزمية لضبط الطاقة لأعلى أو لأسفل بنسبة 20 ٪ كل دقيقة.
بقيت الخوارزمية ضمن 0.234 ٪ من القياسات المستهدفة للتجربة ، دون أي مساعدة خارجية من AI أو وحدات التحكم البشرية. وأوضح الباحثون أن “كل شيء عن التحكم الآلي لعملية” متابعة التشغيل “يرتكز على الفيزياء والرياضيات ويمكن تفسيره بسهولة – وهي ميزة أساسية لتمرير المراجعة التنظيمية”. أجرى الفريق اختبارات حساسية إضافية عن طريق تبديل معلمات مختلفة ووجد أن الخوارزمية لا تزال تعمل بشكل صحيح.
إن النجاح الرائع للخوارزمية الجديدة يكذب حقيقة أنه ، مرة أخرى ، لا تزال التكنولوجيا أمامها طريق طويل وأن المجتمعات لم تستعد حقًا لفكرة المفاعلات النووية الصغيرة في مجتمعاتها. ومع ذلك ، إنها نتيجة واعدة وتذكير بالفيزياء المذهلة المسؤولة عن الأدوات التكنولوجية التي تعمل بسلاسة.