Университет Пердью представил первый в США полностью цифровой двойник действующего ядерного реактора PUR-1. Данная разработка, обладающая почти стопроцентной точностью прогнозирования, открывает путь к созданию более безопасных, эффективных и экономичных атомных станций нового поколения.
Сам реактор PUR-1 является первым в США, чья система управления полностью цифровая. Инженеры университета используют его для экспериментов, результаты которых влияют на проектирование малых модульных и микрореакторов. Такие компактные установки смогут обеспечивать энергией удалённые районы и будут управляться дистанционно. Цифровизация здесь позволяет собирать данные в режиме реального времени и применять искусственный интеллект для постоянного контроля состояния реактора. Предполагается, что это повышает безопасность и продлевает срок его службы за счёт своевременного выявления проблем.
Недавно лаборатория университета завершила создание «цифрового двойника» PUR-1. Эта симуляция, получающая данные от датчиков реактора в реальном времени и использующая ИИ-алгоритмы для прогнозирования, служит основой для принятия оперативных решений. Исследование, опубликованное в научном издании Scientific Reports, продемонстрировало, что алгоритм машинного обучения, протестированный на двойнике, смог предсказать изменения в выработке энергии реактором с точностью 99%.
Возможность удалённого доступа к данным PUR-1 через его цифрового двойника крайне важна для изучения перспектив дистанционного управления будущими реакторами. По словам Хатзидакиса, если операторы смогут в будущем контролировать из единого центра сразу несколько малых реакторов, расположенных в отдалении друг от друга, то это позволит значительно сократить эксплуатационные расходы. Использование PUR-1 также поможет количественно оценить подобное снижение затрат.
Но дистанционное управление требует надёжности в вопросе кибербезопасности. Команда Хатзидакиса, используя данные с PUR-1, показала, как модели ИИ и машинного обучения могут ещё выявлять киберугрозы в ядерных системах. Лаборатория уже изучает применение метода квантового шифрования для защиты каналов связи с реакторами. Хатзидакис утверждает, что такое шифрование никак нельзя взломать.