Investigadores controlan de forma remota el reactor de Purdue en tiempo real

Por primera vez, investigadores del Idaho National Laboratory, de la Grainger College of Engineering de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y de la Universidad Purdue han ajustado de forma remota y automática la potencia de un reactor de investigación en tiempo real, dejando al mismo tiempo que los propios sistemas de seguridad del reactor mantuvieran el control total.

La prueba empleó a PUR1, el reactor de investigación de baja potencia de Purdue, y conectó tres sitios simultáneamente: sistemas de computación de alto rendimiento en Idaho, el reactor en Indiana y un entorno en la nube de Microsoft Azure en Virginia. El equipo demostró primero ajustes de potencia remotos mediante un bucle de control digital y luego hizo el sistema más autónomo con un modelo de aprendizaje por refuerzo que se ejecuta en un software que simula las interacciones físicas dentro del reactor.

“Investigar las operaciones autónomas es esencial para el futuro de la energía nuclear; es un componente clave para que las plantas nucleares del futuro sean más seguras, más eficientes y más fiables,” dijo Chris Ritter, director de la división de Computación Científica e IA en INL. “La idea es que, si puedes modelar un reactor con suficiente fidelidad, eventualmente puedes permitir que la IA ayude de forma segura en su operación. El caso de seguridad es lo que hace que esto sea real: el sistema analiza, predice y ajusta, pero los controles de seguridad del propio reactor siempre tienen la última palabra en este experimento.”

Durante la demostración, el equipo generó y envió instrucciones para mover una barra de control auxiliar a través de la plataforma de datos y control DeepLynx del INL, usando conectividad basada en la nube con el gemelo digital de PUR1 y los sistemas informáticos del INL. Desde Idaho Falls, Idaho, los investigadores ajustaron finamente la potencia del reactor, redujeron pequeñas fluctuaciones y mantuvieron el reactor operando de forma estable sin ninguna manipulación manual de las barras de control en el lugar.

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En qué se basa la prueba

Este hito sigue trabajos anteriores sobre tecnología de gemelos digitales en 2023 y comunicaciones seguras para reactores en 2025. Según los investigadores, el sistema analiza condiciones, predice resultados y se ajusta de forma autónoma mientras opera junto a —y no reemplazando— los controles de seguridad del reactor, en línea con los requisitos de la Comisión Reguladora Nuclear.

“Este avance amplía enormemente los tipos de experimentos e investigaciones en sistemas de control que podemos realizar en PUR1,” dijo Stylianos Chatzidakis, profesor asistente en la School of Nuclear Engineering y director asociado del reactor PUR1 en Purdue. “Las colaboraciones con laboratorios nacionales refuerzan nuestra capacidad para explorar tecnologías de reactores innovadoras y formar a la próxima generación de ingenieros nucleares.”

Timothy Grunloh, subdirector del Illinois Nuclear Power Institute en la Universidad de Illinois, dijo que la plataforma ayudará a los investigadores a entender y optimizar cómo los diseños emergentes de reactores se conectan con aplicaciones económicas más amplias. Nelli Babayan, directora sénior de IA para el sector federal de EE. UU. en Microsoft, dijo que las herramientas de la compañía están destinadas a ayudar a las organizaciones a aplicar tecnologías avanzadas en el sector energético y en otras industrias.

La demostración también se vincula directamente con el desafío Genesis Mission, el esfuerzo del Departamento de Energía por usar IA para acelerar el diseño, la obtención de licencias, la fabricación, la construcción y la operación de energía nuclear mediante flujos de trabajo con intervención humana.