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Die Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des DOE finanziert im Rahmen des sogenannten Gemini-Programms vier Projekte des Argonne National Laboratory. Ziel des Gemini-Programms besteht darin, die Kosten für den Betrieb und die Wartung fortgeschrittener Reaktoren drastisch zu senken, um die Wettbewerbsfähigkeit der Kernenergie gegenüber der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen zu verbessern.
Das Argonne National Laboratory erhält USD 4,5 Mio. für das Projekt SSR APPLIED. Es wird mit der Moltex Energy Ltd. zusammenarbeiten, um die Kosten für den Betrieb des Stable Salt Reactor – Wasteburner (SSR-W) drastisch zu verringern. Beim SSR-W der Moltex handelt es sich um einen fortgeschrittenen Reaktor, der mit radioaktiven Abfällen betrieben wird. Es soll ein digitaler Zwilling des SSR-W sowie ein instrumentierter Salzschmelze-Loop gebaut werden, um zu untersuchen, wie sich das System im realen Umfeld verhält. Der Salzschmelze-Loop wird dem multidisziplinären Team helfen, die Mechanik des digitalen Zwillings zu verbessern, sodass das Team Betriebs- und Wartungsstrategien in einem SSR-W in Echtzeit simulieren kann. Ziel ist es, die Betriebskosten des SSR-W von rund USD 11/MWh auf weniger als USD 2/MWh zu senken.
Mit dem Projekt MARS soll in Partnerschaft mit der Kairos Power die Betriebs- und Verwaltungskosten des Kairos FHR (KP-FHR) – ein fluoridsalzgekühlter Hochtemperaturreaktor – durch neuartige Sensorik und Instrumentierung gesenkt werden. Mit den USD 2,2 Mio. werden neue Sensoren entwickeln, die den hohen Temperaturen und der chemischen Umgebung des KP-FHR standhalten. Die Projektpartner werden auch Algorithmen entwickeln, die maschinelles Lernen verwenden, um Sensordaten zu analysieren und so die Reaktorüberwachung zu automatisieren.
Die USD 1,3 Mio. für das Projekt SAFARI erlauben es der Argonne und der Kairos Power die Technologie zur Automatisierung fortgeschrittener Reaktoren mithilfe von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zu entwickeln. Sie werden einen skalierbaren digitalen Zwilling und digitale Anwendungen bauen, um Wartung, Betrieb und Überwachung fortgeschrittener Kernkraftwerke zu automatisieren.
Das Argonne National Laboratory entwickelt zudem für die Framatome ein passives Kühlsystem für die digitalen Zwillinge des Unternehmens. Mit dem Projekt wird unter Verwendung von Daten der Natural Convection Shutdown Heat Removal Test Facility (NSTF) simuliert, wie Luft und Wasser auf natürliche Weise zirkuliert, um einen Reaktor zu kühlen. Diese Daten werden bei der Entwicklung der digitalen Zwillinge der Framatome verwendet und sollen deren Zuverlässigkeit und Ausgereiftheit erheblich verbessern. Die Framatome wird die digitalen Zwillinge verwenden, um das passive Kühlsystem mit einem typischen Kühlkreislauf zu vergleichen.
Quelle
M.A. nach Argonne National Laboratory, Medienmitteilung, 9. Juli 2020