وبلاگ

نیوزویز — برای 75 سال، INL در خط مقدم تحقیقات انرژی هسته ای و فناوری بوده است. این تحقیق شامل چرخه سوخت هسته‌ای، یک فرآیند چند مرحله‌ای است که کل چرخه حیات سوخت هسته‌ای، از استخراج اورانیوم برای استفاده در راکتور تا مدیریت ایمن و دفع سوخت مصرف‌شده یا مصرف‌شده را در بر می‌گیرد.

به عنوان بخشی از این تمرکز تحقیقاتی، INL فرصت‌های مختلف توسعه حرفه‌ای را برای کارکنان خود فراهم می‌کند، مانند طراحی یک سلول داغ متحرک بی‌نظیر و بازدید از تأسیسات بازفرآوری سوخت هسته‌ای تجاری در فرانسه. پروژه‌هایی مانند این روشی را که کارشناسان فعلی و آینده منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای توسعه می‌دهند و از امنیت ملی حمایت می‌کنند، تغییر می‌دهند.

سلول داغ متحرک برای حذف ایزوتوپ های رادیواکتیو

دفتر ایمنی رادیولوژیکی اداره ملی امنیت هسته ای به محققان INL دستور داد تا یک دستگاه به سرعت قابل استقرار و به راحتی تنظیم کنند. سلول داغ موبایل. این سلول گرم از روباتیک به‌جای کنترل‌کننده‌های دستی برای حذف ایمن منابع رادیواکتیو از تحقیقات پزشکی و تأسیسات تجاری استفاده می‌کند. این پروژه نه تنها یک نیاز حیاتی را برآورده کرد، بلکه به عنوان یک فرصت هیجان انگیز توسعه شغلی نیز خدمت کرد.

اریک ایگان، محقق اصلی پروژه، روی چندین پروژه مرتبط با رباتیک در INL کار کرده است، از جمله تسهیلات ملی مصرف کننده برای مواد اولیه زیست تودهبخش توسعه فرآیند زمانی که کوین کرافت، کارمند بازنشسته INL از او دعوت کرد تا روی پروژه سلول داغ موبایل کار کند، ایگان از این فرصت استفاده نکرد.

ایگان گفت: “من همیشه علاقه شدیدی به دنیای الکترومکانیک داشتم، بنابراین استفاده از روباتیک برای دستکاری منابع رادیواکتیو بسیار عالی بود.”

طراحی نهایی سلول داغ متحرک منحصر به فرد را می توان در چندین بخش مونتاژ شده در کمتر از 48 ساعت حمل کرد و شامل محافظی است که اپراتورها می توانند بسته به نوع منبع رادیواکتیو تنظیم کنند. ایگان گفت که بزرگترین سلول گرم حدود 78 تن وزن دارد، دیوارهای فولادی 15 اینچ ضخامت دارد و فضای داخلی مانند “کمد جارویی کوچک” دارد.

در طول پروژه، ایگان از برنامه آموزش کارکنان INL استفاده کرد، که برای کارمندان تمام وقت و پاره وقت برای ادامه تحصیلات عالی یا دریافت گواهینامه در دسترس است. از طریق این برنامه، ایگان در حالی که به طور تمام وقت در INL کار می کرد، مدرک لیسانس خود را در طراحی مکانیک گرفت. او اکنون آموخته هایش را در سلول داغ موبایل به کار می برد.

ایگان گفت: «این پروژه بسیار جذاب است زیرا فراتر از جنبه تئوری است و مستقیماً به مرحله عملی می رود. “این یک تفاوت واقعی ایجاد خواهد کرد. این جهان را به مکانی امن تر تبدیل خواهد کرد.»

در نهایت، ایگان می‌خواهد میراث کرافت را ادامه دهد و محصولی را ارائه دهد که نیازهای امنیت رادیولوژیکی کشور را تامین کند.

ایگان گفت: «مربیان من تأثیر واقعی بر من داشتند. من سعی می کنم باعث افتخار کوین شوم.

دوقلوی دیجیتالی برای نسل جدیدی از محققان منع گسترش سلاح های هسته ای

Beartooth، یک تخت آزمایش چرخه سوخت هسته‌ای قابل تنظیم، در INL در حال ساخت است. کارشناسان آزمایشگاه از بستر آزمایش برای جداسازی آبی استفاده می کنند، فرآیندهایی که از حلال ها برای جداسازی موادی مانند اورانیوم از مواد ناخواسته مانند ناخالصی های شیمیایی و رادیولوژیکی استفاده می کنند. این فرآیند برای توسعه سوخت‌های هسته‌ای پیشرفته و آزمایش فناوری‌های منع تکثیر هسته‌ای مهم است. طراحی انعطاف‌پذیر Beartooth به آن اجازه می‌دهد تا انواع مختلفی از سوخت، از جمله سوخت‌های TRISO و اورانیوم غنی‌شده با آنالیز بالا یا HALEU را مدیریت کند.

این بستر علاوه بر استفاده برای رسیدگی به نیازهای تحقیقاتی فعلی و آینده، توسط متخصصان آینده منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای نیز برای توسعه مهارت‌های خود به عنوان بخشی از ابتکار آتنا مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این همکاری چند آزمایشگاهی که توسط برنامه مدیریت عدم اشاعه اداره امنیت هسته ای ملی حمایت می شود، با هدف تقویت قابلیت های کشور در زمینه منع اشاعه و حفظ نیروی کار ماهر است.

قبل از شروع ساخت، محققان INL با استفاده از واقعیت ترکیبی، یک دوقلو دیجیتال Beartooth را طراحی و ساختند. محقق از این دوقلو دیجیتال برای تست امنیت سایبری، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین استفاده خواهد کرد. Beartooth و دوقلوی دیجیتالی آن همچنین به متخصصان آینده منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای کمک خواهند کرد تا مهارت‌های خود را به صورت حضوری و از راه دور توسعه دهند.

کالب هاوک، رئیس مهندسی دیجیتال Beartooth گفت: استفاده از واقعیت ترکیبی و دوقلوی دیجیتال با هم فرصتی منحصر به فرد برای متخصصان آینده منع گسترش سلاح های هسته ای فراهم می کند. کارشناسان بین‌المللی و محققان آینده منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای می‌توانند در زمان واقعی به روش‌هایی که قابل تکرار با دارایی‌های فیزیکی نیست، همکاری کنند.

روش فعلی برای توسعه مهارت های عدم تکثیر با نمودارها و شماتیک های دو بعدی شروع می شود و در صورت وجود می تواند به استفاده از مدل های فیزیکی گران قیمت تعمیم یابد. با این حال، توسعه بیشتر مهارت‌ها تا زمانی که سیستم واقعی به طور کامل ساخته نشود تکمیل نمی‌شود و زمان‌های عملیاتی کلیدی را به تأخیر می‌اندازد. با دوقلو دیجیتال Beartooth، این آماده سازی آغاز شده است.

هاوک گفت: «واقعیت ترکیبی به ما اجازه می‌دهد تا شکاف بین دو روش توسعه مهارت را پر کنیم و مزایای هر دو را بدون هزینه‌ی ماکت‌های فیزیکی فراهم کنیم.

تیم مهندسی دیجیتال Beartooth همچنین شامل چندین کارآموز بود که بسیاری از آنها پس از پایان دوره کارآموزی به عنوان کارمند تمام وقت استخدام شدند.

یکی از این کارآموزان، کولتون هیپس، اکنون به عنوان یک دانشمند تجسم دیجیتال تمام وقت در INL کار می کند. هیپس کارآموزی خود را با کار بر روی پروژه ای با TerraPower آغاز کرد و در نهایت به Beartooth نقل مکان کرد و تجسم هایی را برای این دوقلو دیجیتال ایجاد کرد.

هیپس ساخت دوقلوهای دیجیتال را با ساخت آیفون مقایسه می کند.

هیپس گفت: «همه اجزایی مانند GPS، موسیقی و پیام‌رسانی از قبل وجود دارند، اما کنار هم قرار دادن آنها جادویی است.

در مورد دوقلوهای دیجیتال، این تیم اجزای موجود از قبیل مدل‌های دیجیتالی سیستم، سیستم‌های نظارت و حسگرهای جدید را برداشت و آن‌ها را در یک مدل واقعیت ترکیبی واحد ترکیب کرد که امکان توسعه و تحقیق در سطح بعدی مهارت‌ها را فراهم کرد. .

مهمان تاسیسات بازیافت سوخت تجاری

ابتکار آتنا علاوه بر ارائه پیشرفته‌ترین مهارت‌ها برای پژوهشگران منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای، فرصت‌های راهنمایی و توسعه شغلی را برای کارکنان اولیه و اواسط شغلی فراهم می‌کند.

این فرصت ها شامل بازدید از تأسیسات اورانو در لاهه، مهم ترین تأسیسات بازیافت سوخت هسته ای جهان، در شمال غربی فرانسه بود. محققان INL، لوئیس اوکامپو، متیو اسنو، ادیسون بارنز، جاستین کوپر و ژاکوب بروکهارت از استخرهای ذخیره سازی، امکانات پردازش سوخت و آزمایشگاه های تحقیقاتی Orano بازدید کردند و با دیگر کارشناسان چرخه سوخت دیدار کردند.

کوین لیون، مشاور فنی ارشد علم و فناوری برای چرخه سوخت، گفت: «با مشاهده فیزیکی تأسیسات بین‌المللی چرخه سوخت هسته‌ای و تعامل شخصی با کارشناسان برجسته از دیگر کشورها، کارکنان INL به دیدگاه جدیدی دست یافتند که در غیر این صورت توسعه آن دشوار است».

لیون گفت، این دیدگاه‌های جدید شامل به دست آوردن درک بهتری از چالش‌های پیش روی تأسیسات سوخت‌گیری در مقیاس صنعتی و مجموعه مهارت‌های متنوع مورد نیاز برای تبدیل شدن به متخصصان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای است.

لیون گفت: «از طریق این تجربه، کارمندان INL جهان بینی خود را گسترش داده اند و اکنون بسیار مجهزتر برای نوآوری، همکاری و اجرای عالی هستند.

علاوه بر این، بسیاری از فن‌آوری‌ها و تکنیک‌های مورد استفاده در تاسیسات Orano نیز در INL به عنوان بخشی از طرح راه‌حل‌های چرخه سوخت یکپارچه آزمایشگاه استفاده می‌شوند.

لیون گفت: «این بر اهمیت تأثیر INL بر صنعت هسته‌ای و حمایت از آن در دستیابی به اهداف انرژی پاک و در عین حال تضمین راه‌حل‌هایی که پایدار هستند، تأکید می‌کند».

به عنوان بخشی از ابتکار آتنا، کارکنان INL نیز در تکالیف چرخشی شرکت کرده اند. به عنوان مثال، کارکنان INL تجربه انجام کار در آزمایشگاه هسته‌ای شمال غرب اقیانوس آرام و آزمایشگاه ملی رودخانه ساوانا را کسب کرده‌اند و در کارگاه‌ها، کنفرانس‌ها و تورهای تاسیسات داخلی و بین‌المللی شرکت کرده‌اند.