آرگون در مواجهه با ایالت واشنگتن بالقوه گرمتر و خشک تر، در حال توسعه برنامه هایی است تا مطمئن شود نیروگاه های هسته ای خنک می مانند.

نیوزویز – دانشمندان آرگون از Gateway برای نوآوری تسریع شده در بودجه هسته ای وزارت انرژی ایالات متحده برای همکاری با شرکت انرژی شمال غربی واشنگتن بر روی طرح های راکتور هسته ای آماده برای آب و هوا استفاده خواهند کرد.

دانشمندان علوم اقلیمی و کارشناسان علوم و مهندسی هسته ای در آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال پیوستن به نیروهای خود برای توسعه طرح B برای انرژی هسته ای در ریچلند، واشنگتن هستند.

دانشمندان آزمایشگاه از Gateway DOE’s Accelerated Innovation in Nuclear (GAIN) برای همکاری با انرژی شمال غربی واشنگتن برای اطلاع رسانی در مورد طراحی و انتخاب سیستم های خنک کننده راکتور هسته ای آینده و تأثیر آنها بر هزینه برق استفاده خواهند کرد.

ریک ویلیم، مدیر بخش تجزیه و تحلیل و کنترل کارخانه و حسگر در بخش علوم و مهندسی هسته‌ای آرگون، با رائو کوتامارتی، دانشمند ارشد در بخش علوم محیطی آرگون، این تلاش را رهبری می‌کند.

ویلیم گفت: «کوپن‌های GAIN تجاری‌سازی را بهبود می‌بخشند، و به همین دلیل است که ما با Energy Northwest و شرکتی به نام X-energy کار می‌کنیم تا بدانیم چگونه یک نیروگاه راکتور هسته‌ای موجود و یک طرح راکتور پیشرفته پیشنهادی باید برای آب و هوای محلی پیکربندی شوند.»

به گفته ویلیم، مقرون به صرفه ترین و بهترین راه برای خنک کردن یک راکتور، استفاده از یک آبراه محلی و جاری، مانند دریاچه یا رودخانه، برای خنک کردن «مرطوب» است. این باعث می شود که به راحتی گرما را از راکتور و میله های خنک کننده آن حذف کنید. این طرح فعلی است که در نیروگاه هسته ای واشنگتن دی سی، ایستگاه تولید کلمبیا در ریچلند استفاده می شود. ایستگاه تولید کلمبیا که انتشار گازهای گلخانه ای تقریباً صفر دارد، تقریباً 8 درصد از برق این ایالت را تأمین می کند. برای پایین نگه داشتن دمای خود به جریان ثابت و خنک آب از رودخانه کلمبیا متکی است.

کوپن‌های GAIN تجاری‌سازی را بهبود می‌بخشند، و به همین دلیل است که ما با Energy Northwest و شرکتی به نام X-energy کار می‌کنیم تا بیاموزیم که چگونه یک نیروگاه راکتور هسته‌ای موجود و یک طرح راکتور پیشرفته پیشنهادی باید برای آب و هوای محلی پیکربندی شود.» – Rick Willim آزمایشگاه ملی در آرگون

با این حال، زمانی که به ساختن آینده فکر می کنیم اتمی نیروگاه‌های انرژی، نورث وست فکر می‌کرد که در صورت تغییر شرایط رودخانه، عاقلانه است که یک طرح اضطراری ایجاد کند. با وجود آب و هوای مرطوب پرجمعیت ترین شهر خود، سیاتل، ایالت واشنگتن نسبتا معتدل و خشک در شرق رشته کوه کاسکید است. در آنجا، ایالت واشنگتن با تابستان های گرم و زمستان های خنک مشخص می شود. اگر تغییر کند مدل های آب و هوا نشان می‌دهد که با روزهای گرم‌تر و خشک‌تر، خشکی بیشتر بر حجم، جریان و دمای رودخانه کلمبیا تأثیر می‌گذارد.

کوتامارتی از تلاش های انرژی شمال غربی گفت: “این یک روش بسیار ستودنی برای فکر کردن در مورد تغییرات آب و هوایی است – برنامه ریزی قبل از انجام کاری، به جای اینکه در مورد آن فکر نکنید و سعی کنید بعد از آن سازگار شوید.” بسیاری از مردم در مورد نحوه استفاده از داده‌های آب و هوایی موجود برای عملی کردن آن سردرگم هستند. در Argonne، ما در تلاش هستیم تا بسیاری از داده‌های آب و هوایی منطقه‌ای را به شکلی ارائه کنیم که صنعت بتواند بر اساس آن عمل کند.

کوتامارتی و تیم او در انجام تجزیه و تحلیل تاثیر خطرات تغییر اقلیم مانند خشکسالی، امواج گرما و آتش‌سوزی‌های جنگلی تخصص کسب کرده‌اند. این تیم همچنین می‌تواند ترجمه‌ای از معنای این داده‌ها برای راه‌حل‌های محلی و فوری ارائه دهد و داده‌ها را مجدداً محاسبه کند تا تأثیر آن را ۲۵ یا ۵۰ سال بعد نشان دهد. منابع محاسباتی با کارایی بالا در Argonne، مانند Argonne Leadership Computing Facility، یکی از تسهیلات کاربری دفتر علوم DOE، به کوتامارتی و تیمش این توانایی را می دهد که پیش بینی های مدل آب و هوایی در مقیاس منطقه ای با وضوح بسیار بالا را توسعه دهند. وضوح فعلی مدل حدود 12 کیلومتر است، اما انتظار می رود مدل های جدیدتر در حال توسعه به اندازه یک منطقه 4 کیلومتری خاص شوند.

بسیاری از مردم در مورد نحوه استفاده از داده‌های آب و هوایی موجود برای عملی کردن آن سردرگم هستند. در Argonne، ما در حال کار برای ارائه بسیاری از داده های آب و هوایی منطقه ای به شکلی هستیم که صنعت بتواند بر اساس آن عمل کند.» – Rao Kothamarthy، آزمایشگاه ملی Argonne

Vilim تجربه گسترده ای در مهندسی و طراحی راکتورهای هسته ای به ارمغان می آورد. او به خوبی به مزایا و معایب خنک کننده مرطوب و خشک آشنا است. او توضیح می‌دهد که طراحی خنک‌کننده خشک، از هوای محیطی استفاده می‌کند که از طریق مبدل‌های حرارتی راکتور به گردش در می‌آید، به جای تکیه بر رودخانه یا دریاچه برای انتقال گرما از راکتور، با استفاده از فن‌ها یا فیزیک مشابه با دودکش‌های خانه یا رادیاتور ماشین. هوای خشک محیطی خنک تر از تبادلات راکتور بسیار داغتر عبور می کند و هوای گرم را مجبور به بالا رفتن می کند. هنگامی که این اتفاق می افتد، هوای خنک تری به داخل کشیده می شود و دمای کلی راکتور را کاهش می دهد.

ویلیم گفت: خنک کننده خشک به اندازه خنک کننده مرطوب کارآمد و مقرون به صرفه نیست، اما اگر خنک کننده مرطوب در دسترس نباشد، بهترین گزینه است.

یک نیروگاه هسته ای با طراحی خوب این پتانسیل را دارد که برق بدون کربن به میزان قابل توجهی تولید کند. و درک نقش تغییر آب و هوا در امروز و آینده مهم است زیرا برنامه ریزان تاسیسات و زیرساخت ها برنامه هایی را برای تامین انرژی بیشتر توسعه می دهند.

کوتامارتی گفت: «یکی از بزرگ‌ترین تغییرات در ایالات متحده این است که چگونه بارش‌ها مانند باران، برف و سایر بارش‌ها اتفاق می‌افتد. ما می‌توانیم رویدادهای واقعاً شدید با مقادیر زیاد بارندگی در مدت زمان بسیار کوتاه و به دنبال آن دوره‌هایی بدون باران داشته باشیم. این سیل های ناگهانی و خشکسالی های ناگهانی مدیریت آب را به یک کار کاملاً متفاوت تبدیل می کند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد برنامه GAIN، این لیست را بررسی کنید از برندگان کوپن DOE GAIN.

برای اطلاع از همکاری احتمالی با Argonne، به این سایت مراجعه کنید با ما همکاری کنید بخش از سایت ما شما هم میتونید ارسال کنید استعلام مشارکت رسمی.

تسهیلات محاسباتی رهبری آرگون قابلیت‌های ابر محاسباتی را به جامعه علمی و مهندسی برای پیشبرد کشف و درک بنیادی در طیف گسترده‌ای از رشته‌ها ارائه می‌کند. ALCF که توسط برنامه تحقیقات محاسبات علمی پیشرفته (ASCR) وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) پشتیبانی می شود، یکی از دو مرکز محاسباتی رهبری DOE در کشور است که به علم باز اختصاص دارد.

آزمایشگاه ملی آرگون به دنبال راه حلی برای مشکلات مبرم ملی در علم و فناوری است. اولین آزمایشگاه ملی کشور، Argonne، تحقیقات پایه و کاربردی پیشرو را در تقریباً هر رشته علمی انجام می دهد. محققان Argonne از نزدیک با محققین صدها شرکت، دانشگاه و سازمان های فدرال، ایالتی و شهرداری همکاری می کنند تا به آنها کمک کنند تا مشکلات خاص خود را حل کنند، رهبری علمی آمریکا را ارتقا دهند و کشور را برای آینده ای بهتر آماده کنند. با کارکنان بیش از 60 کشور، Argonne توسط مدیریت می شود UChicago Argonne, LLC برای دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده.

دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما کار می کند. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید https://energy.gov/scence.