Науковці університету Пердью створили перший у світі цифровий ядерний реактор

Ядерний реактор Pur­due Uni­ver­si­ty Reac­tor Num­ber One (PUR‑1) став першим у США повністю цифровим дослідницьким ядерним реактором, відкриваючи нову еру в розвитку безпечної та ефективної ядерної енергетики. Весь його інструментарій керування — так зване «нервове середовище» — базується на комп’ютерних екранах, клавіатурах та мережевих кабелях, а не на аналогових панелях і ручному регулюванні, що традиційно використовувалися в атомній галузі.

Інженери та студенти університету Пердью за допомогою PUR‑1 проводять передові експерименти, результати яких безпосередньо впливають на проектування сучасних реакторів — малих модульних (SMR) та мікрореакторів. Ці установки призначені для забезпечення енергією віддалених регіонів і зможуть керуватися дистанційно з центральних диспетчерських пунктів, що значно скоротить експлуатаційні витрати.

Окремою інновацією стала розробка так званого “цифрового двійника” PUR‑1 — віртуальної копії реактора, яка в режимі реального часу приймає дані від сенсорів і за допомогою штучного інтелекту моделює поведінку системи. Цей симулятор, підтриманий Міністерством енергетики США, дозволяє виявляти технічні несправності та прогнозувати параметри роботи з точністю до 99%, що вже підтверджено дослідженням, опублікованим у Sci­en­tif­ic Reports.

Ідея дистанційного контролю реакторів за допомогою цифрових двійників також підтримується із міркувань кібербезпеки. Команда під керівництвом професора Стіліаноса Хацідакіса використала PUR‑1 для вивчення, як штучний інтелект здатен виявляти потенційні кібератаки в системах ядерної енергетики. Отримані результати можуть лягти в основу створення нових стандартів захисту критичної інфраструктури.

Наступним етапом розвитку є тестування квантового шифрування — технології, яка гарантує абсолютну стійкість до зламу. За словами Хацідакіса, навіть квантові комп’ютери не зможуть зламати подібну систему захисту. Команда вже моделює, як можна передавати зашифровані сигнали від PUR‑1 через його цифрового двійника — реальні експерименти плануються найближчим часом.

PUR‑1 стає унікальним інструментом не лише для наукових досліджень, а й для публічної освіти. Як зазначає його керівник Тру Міллер, для багатьох відвідувачів перший візит до реактора стає моментом «одкровення» — коли наукова реальність розвінчує страхи та міфи навколо атомної енергії.