Primer reactor nuclear con sistema de control digitalizado
La tecnología de control digital en el sector nuclear permitirá aplicaciones de big data y una mayor confiabilidad, según los científicos. Foto: Laboratorio Nacional de Idaho, NRC

La Comisión Reguladora Nuclear estadounidense acaba de otorgar la licencia al reactor número uno de la Universidad de Purdue (PUR-1) como el primer sistema de control e instrumentación de reactor nuclear totalmente digitalizado de la nación. El reactor y las instalaciones mejoradas, construidas originalmente en 1962, allanan el camino para la implementación generalizada de la tecnología digital en reactores de investigación y de la industria.

Las centrales nucleares generan el 20% de la electricidad de Estados Unidos y son la fuente de energía más limpia. El sector de la energía nuclear necesita extender la vida útil de las instalaciones existentes, así como construir nuevas instalaciones.

Esto requiere que los Estados Unidos pasen de la tecnología analógica tradicional a los últimos avances en tecnología digital. Este cambio ya se ha realizado en otros países.

Para Clive Townsend, supervisor de este reactor de investigación, “la tecnología de control moderna en el sector nuclear permitirá aplicaciones de big data y una mayor confiabilidad. Pasamos de los tubos de vacío y los cables soldados a mano de los años sesenta a LED, cables de Ethernet y electrónica avanzada“.

Análisis predictivo e inteligencia artificial

Las consolas analógicas tradicionales dificultan la toma de datos de investigación con precisión y rapidez, mientras que un sistema digital permite medir los valores de forma instantánea. Pasar a digital significa que se pueden procesar y analizar muchos más datos, lo que abre las puertas a capacidades que aún no han sido posibles en el sector nuclear, como el análisis predictivo, el aprendizaje automático y la inteligencia artificial.

La tecnología digital también permite que las instalaciones del reactor identifiquen las interrupciones del rendimiento que pueden ocurrir antes del tiempo de mantenimiento programado, lo que las hace más seguras y prolongan su vida útil. Si es necesario reemplazar las piezas, las digitales son mucho menos costosas y están más disponibles comercialmente que las piezas analógicas.

Si bien los reactores universitarios como el de Purdue no se utilizan para alimentar redes de energía como los reactores de la industria, proporcionan una plataforma para la investigación. Con ellos se trabaja para que los investigadores comprendan, por ejemplo, cómo los metales pesados afectan a la salud mental.

La conversión digital de PUR-1 comenzó en 2012, cuando el Departamento de Energía de EE UU otorgó a Purdue una subvención a través de su Programa Universitario de Energía Nuclear, para reemplazar el equipo del reactor con un sistema de control e instrumentación de vanguardia. Así, desarrolló y construyó el sistema totalmente digital en colaboración con Mirion Technologies y Curtiss-Wright Corp.

Características del nuevo reactor nuclear digitalizado

Es el único reactor nuclear que opera en Indiana. En él aprenden los estudiantes de Ingeniería Nuclear los fundamentos de la Física y operación del reactor. La Universidad de Purdue también utiliza el reactor como una fuente de neutrones con la que trabajan los departamentos de Ingeniería, Ciencias de la Salud, Química, Farmacia, Agricultura, Biología y Nanotecnología.

El nivel de potencia de diseño del reactor es de hasta 10 kW y la instalación actualmente funciona a 1 kW. El núcleo es de aproximadamente 2 pies cúbicos y descansa en el fondo de una piscina de 17 pies de profundidad que actúa como moderador y refrigerante. El flujo térmico máximo es 2.1 × 1010 n / cm2 · s. Hay tres empleados de tiempo completo que realizan operaciones diarias.

El reactor fue construido en 1962 bajo un contrato de Lockheed Nuclear Corporation y es un Reactor de Ensayo de Materiales (MTR) con combustible de uranio / aluminio tipo placa.

Este hito en el campo de la energía nuclear se celebrará, el dia 3 del próximo mes de septiembre, con la tradicional ceremonia de corte de cinta del reactor PUR-1. Este acto dará paso a un encuentro titulado Átomos para la Humanidad, que durará varios días.

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