Purdue Üniversitesi’nin Reaktörü Bir Numaralı (PUR-1), sahip olduğu benzersiz dijital yeteneklerle nükleer enerji alanında yeni bir devrimin ön saflarında yer alıyor. Bu gelişme, daha güvenli, daha verimli ve maliyet açısından daha uygun yeni nesil nükleer reaktörlerin geliştirilmesine olanak sağlayarak karbon içermeyen elektrik üretimine geçiş sürecini hızlandırabilir.
DİJİTAL REAKTÖR ÖZELLİĞİ
PUR-1, ABD’nin tamamen dijital olarak kontrol edilen ve işletilen ilk reaktörü olarak dikkat çekiyor. Bu, reaktörün tüm enstrümantasyon ve kontrol sistemlerinin bilgisayar ekranları, klavyeler ve ethernet kabloları gibi dijital bileşenlere dayandığı anlamına geliyor. Purdue Üniversitesi mühendisleri ve öğrencileri, bu reaktörü kullanarak çığır açan deneyler gerçekleştiriyor ve elde edilen sonuçlar, özellikle küçük modüler reaktörler (SMR) ve mikroreaktörler gibi ileri teknoloji reaktörlerin geliştirilmesinde doğrudan etkili oluyor.
KÜÇÜK MODÜLER REAKTÖRLER
Küçük ve inşası daha kolay olan bu reaktörler, kırsal ve uzak bölgeler de dahil olmak üzere daha geniş bir alan için güç sağlamayı hedefliyor. Bu reaktörler, merkezi kontrol merkezlerinden uzaktan yönetilmek üzere büyük ölçüde dijital iletişim altyapısına dayanacak şekilde tasarlandı.
YAPAY ZEKA ENTEGRASYONU
Dijitalleşme, aynı zamanda gerçek zamanlı veri toplama ve reaktör performansını sürekli izlemek için yapay zeka (AI) araçlarının entegrasyonuna da imkan tanıyor. Bu proaktif yaklaşım, planlı bakım aralıkları arasında oluşabilecek sorunları daha erken tahmin edip tespit ederek hem güvenliği artırıyor hem de reaktörün kullanım ömrünü uzatıyor.
DİJİTAL İKİZ TEKNOLOJİSİ
Purdue’nun bu alandaki liderliğini pekiştiren bir diğer önemli gelişme ise, Nükleer Mühendislik Yardımcı Doçenti ve PUR-1’in yardımcı direktörü Stylianos Chatzidakis’in ekibi tarafından geliştirilen PUR-1’in “dijital ikizi” oldu. Enerji Bakanlığı’nın finansmanı ile oluşturulan bu tamamen entegre fizik ve veri odaklı simülasyon, PUR-1’in sensörlerinden gerçek zamanlı veriler alıyor, yapay zeka tabanlı algoritmalarla tahminler yapıyor ve reaktör operasyonlarına dair derinlemesine analizler sunuyor.
Chatzidakis’in açıklamasına göre, “Araştırma için reaktör tarafından üretilen sinyalleri kullanabilen gerçek bir nükleer reaktörün dijital ikizine sahip tek üniversiteyiz ve bu bizi benzersiz kılıyor.”
MAKİNE ÖĞRENİMİ İLE PERFORMANS
Purdue ve Argonne Ulusal Laboratuvarı işbirliğiyle Nature’s Scientific Reports’ta yayımlanan bir çalışmada, dijital ikizin küçük modüler reaktörlerin performansını artırmak için tasarlanmış makine öğrenimi algoritmasını test etme başarısı gösterildi. Bu algoritma, reaktör güç üretimindeki değişimleri yüzde 99 doğruluk oranıyla tahmin etti ve gerçek dünyada kullanılabilirliğini ortaya koydu.
UZAKTAN KONTROL OLANAKLARI
Dijital ikiz sayesinde PUR-1’in ölçümlerine uzaktan erişim mümkün hale geldi. Bu, gelişmiş reaktörlerin uzak bölgelerden kontrol edilmesinin fizibilitesini araştırmak açısından kritik bir önem taşıyor. Chatzidakis, uzak bir bölgede faaliyet gösteren küçük modüler veya mikro reaktörlerden oluşan bir filonun, personelin yüzlerce ya da binlerce mil uzaklıktaki kontrol odasından birden fazla reaktörü eş zamanlı izleyebilmesiyle işletme ve bakım maliyetlerinin minimize edilebileceğini belirtti. Purdue ekibi, PUR-1 aracılığıyla bu maliyet azalışının potansiyelini ölçebildiklerini ifade etti.
SİBER GÜVENLİK ÖNEMİ
Uzaktan operasyonun güvenle sağlanabilmesi ise sağlam bir siber güvenlik altyapısını gerektiriyor. ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu tarafından yayımlanan teknik bir raporda, Chatzidakis ve ekibi, yapay zeka ve makine öğrenimi modellerinin nükleer sistemlerdeki anormal siber olayları tespit etme kapasitesini değerlendirmek için PUR-1’den alınan gerçek zamanlı reaktör verilerini kullandı. Başarılı tespitler, siber güvenlik alanında yapay zeka geliştirilmesi açısından nükleer sektöre önemli bir referans oluşturdu.
KUANTUM ŞİFRELEME
Laboratuvar, aynı zamanda reaktörlerle iletişimde güvenliği artırmak amacıyla kuantum şifrelemenin en yeni uygulamalarını da araştırıyor. Chatzidakis, kuantum prensiplerine dayanan bu şifrelemenin herhangi bir bilgisayar ya da kuantum bilgisayar tarafından kırılamayacağını vurguladı. Ekip, PUR-1’den alınan verilerle yaptıkları simülasyonlarda kuantum şifrelemenin gelişmiş reaktörlerin güvenli uzaktan izlenmesi ve işletilmesini nasıl kolaylaştırabileceğini araştırıyor.
Bir sonraki adım olarak, dijital ikizden elde edilen sinyallerin kuantum cihazları tarafından şifrelenip şifrelenemeyeceğini test etmek için gerçek dünya deneyleri planlanıyor. Bu da Purdue Üniversitesi’nin nükleer enerjinin geleceğini şekillendirmedeki rolünü daha da güçlendirecek.
KAMUOYU BİLGİLENDİRİLMELİ
PUR-1 süpervizörü True Miller, reaktörü ilk kez görenlerin genellikle hayrete düştüğünü belirtti. Miller, birçok insanın nükleer enerjinin ne anlama geldiğini tam olarak bilmediğini ve ziyaretlerde onlara nükleer enerjinin gerçeklerini, mitlerini ve ardındaki gerçekleri açıklamanın önemli olduğunu ifade etti.
