ビル・ゲイツが支持する核反応堆会社がワイオミング州でデジタルツインシミュレーターを導入し、新型核発電所の運営訓練を準備

ワイオミング州のエンジニアは、新世代の核発電所のオペレーター向けに全規模のデジタルシミュレーターを設置した。この設備はビル・ゲイツが支持するTerraPowerのNatrium反応堆の建設現場に運ばれた。Curtiss-Wrightが構築したこのシステムは、将来の施設の正確なデジタルツインとして機能し、技術者が2030年に反応堆が稼働する前に初めて発電所の制御システムに直接触れることを可能にする。オペレーターの事前訓練は、非伝統的な核設計における重要な課題である。

シミュレーターの機能と運用

シミュレーターは3KEYMASTERというソフトウェアエンジンで動作し、物理現象をリアルタイムでシミュレーションし、流体の循環、温度の変化、設備の予期しない停止時のコアの挙動を計算する。オペレーターは緊急演習を行い、自動安全措置をテストし、連邦の運転許可を取得するために必要な作業時間を記録することができる。

同時に、このシステムはエンジニアのテストプラットフォームとしても機能する。Curtiss-Wrightは、発電所の物理的な脳である分散型制御システムと自動化された反応堆保護システムも構築している。シミュレーター内でこれらの制御プログラムを実行することで、技術者は燃料の装填前に数年かけてソフトウェアのバグを特定し、ハードウェアの反応を検証することができる。標準的な反応堆とは異なり、この施設の運用方式はアメリカのほとんどの核発電所とは異なる。ほとんどの核発電所は高圧の軽水を使用してコアを冷却するが、Natrium設計は液体金属ナトリウムを使用する。

液体ナトリウムは効果的に熱を伝達し、非常に高温でも液体の状態を保つことができる。その沸点は約900°Cであり、このシステムは常圧に近い状態で運用されるため、従来の核発電所に必要な大型で厚い壁のドームを排除することができる。

Natrium設計の革新

この設計は、発電と核熱生産を分離するという従来の枠組みを打破している。反応堆が生成する熱は345メガワットの基準電力出力を支え、熱エネルギーは融解塩貯蔵システムを通じて伝達される。電力網の需要が低いとき、反応堆はフルパワーで運転し、余剰の熱エネルギーは熱塩タンクに蓄えられる。地域の需要が急増した際には、オペレーターはこれらの蓄えられた熱を取り出して追加の蒸気を生成することができる。このシステムは、反応堆のコア基準出力を変更することなく、電力出力を500メガワットに引き上げ、5時間以上持続させることができる。

このような設計を扱うには、オペレーターが2つの独立した分野を同時に習得する必要がある。彼らはコア内の液体金属の液圧を監視しながら、迅速に反応する熱貯蔵システムを運用しなければならない。新たに設置されたシミュレーターは、反応堆の安定性に影響を与えることなく、これらの熱の移動をバランスさせる練習を可能にする。Kemmererユニットは、アメリカ合衆国エネルギー省の先進反応堆デモプログラムの下で建設されている。この地点が実行可能であることが証明されれば、TerraPowerはこの運用モデルを全国に展開する計画を立てている。TerraPowerの工場運営副社長であるジョージ・ピカード（George Piccard）は次のようにまとめている。「世界で最も先進的な反応堆を建設するには、同様に先進的なオペレーター訓練方法が必要です。」

「Curtiss-Wrightと協力してNatrium訓練シミュレーターを提供することで、私たちは将来のすべてのNatrium発電所において有能な核エネルギー人材を育成する基盤を築き、オペレーターが発電所の運転開始前に十分に準備できるようにします。」

デジタルツイン技術の核エネルギー訓練における重要性

デジタルツイン技術の導入は、特に新型核反応堆の運用において核発電所のオペレーター訓練にとって極めて重要である。シミュレーターを通じて、オペレーターは安全な環境で緊急演習やテストを行うことができ、これにより実践能力が向上し、潜在的なソフトウェアのバグを早期に特定するのに役立つ。核エネルギー技術の進展に伴い、この先進的な訓練方法は核発電所の安全運営を確保するための重要な要素となり、新型核エネルギー施設の全国的な拡大を促進する可能性がある。