Le DoE attribue 800000 $ au projet de microréacteur imprimé en 3D

Le DoE attribue 800000 $ au projet de microréacteur imprimé en 3D

Un microréacteur est un petit récipient avec deux composants importants: une barre d'agitation pour mélanger les échantillons chimiques et une fine aiguille pour pulvériser et ioniser les échantillons pour analyse avec un spectromètre de masse. L'appareil est un nouveau type de réacteur nucléaire plus petit qui a la polyvalence pour être utilisé dans de nombreuses applications énergétiques, et nous avons vu de nombreuses recherches concernant l'impression 3D de microréacteurs. En fait, le College of Engineering de l'Université Purdue vient de recevoir une subvention de 800000 dollars du Département américain de l'énergie (DoE) afin de travailler sur un projet important qui devrait accélérer l'introduction d'un microréacteur imprimé en 3D.

Le financement provenait spécifiquement du programme universitaire en énergie nucléaire du DoE, ou NEUP, qui a été créé il y a plus de dix ans afin de consolider le soutien économique aux universités dans le cadre de la même initiative, ainsi que d'intégrer la recherche universitaire au sein du Bureau de l'énergie nucléaire. programmes.

(Image gracieuseté de NEUP)

Plus tôt cet été, le DoE a annoncé qu'il accorderait plus de 65 millions de dollars afin de faire progresser la recherche sur l'énergie nucléaire dans les laboratoires et les universités des États-Unis. Grâce à cet investissement gouvernemental, Purdue sera en mesure de contribuer au programme de démonstration du réacteur de transformation (TCR) du DoE Oak Ridge National Laboratory (ORNL), qui a pour mission de construire le premier microréacteur entièrement imprimé en 3D d'ici 2023. Le L'objectif global est de trouver des solutions utiles pour les longs délais et les coûts exorbitants qui menacent l'avenir de l'énergie nucléaire. Ce microréacteur imprimé en 3D sera également le premier réacteur avancé en plus de quatre décennies à fonctionner sur le sol américain.

«Purdue Engineering possède des atouts idéaux pour soutenir la mission du ministère de l'Énergie sur le développement de microréacteurs fabriqués de manière additive. Nous réunissons une expertise approfondie et des capacités de collaboration, englobant la fabrication, l'ingénierie nucléaire, l'ingénierie des matériaux, l'ingénierie environnementale, l'IA et l'analyse de données, la modélisation et la simulation de réacteurs nucléaires et l'ingénierie des systèmes », a déclaré le chef de projet John W. Sutherland, responsable de la famille Fehsenfeld. Génie environnemental et écologique. «Dans ce projet, nous allierons la science fondamentale et l'ingénierie dans un environnement très complexe et dynamique.»

Purdue aidera en créant et en démontrant une nouvelle méthode d'intelligence artificielle qui contribuera à garantir que les composants du microréacteur imprimé en 3D sont de bonne qualité.

Hany Abdel-Khalik, responsable technique du projet et professeur agrégé de génie nucléaire, a expliqué: «Les microréacteurs introduisent une tendance transformationnelle dans l'industrie nucléaire – une tendance qui permet des processus de construction et de déploiement plus rationalisés pour relever les défis énergétiques du pays qui ne peuvent être surmontés. uniquement avec des réacteurs nucléaires à grande échelle.

«Purdue comblera une lacune technologique dans l'industrie nucléaire, reflétant une tendance plus large à appliquer des stratégies d'IA pour soutenir la fabrication additive (FA). La FA permet d'ajuster les conceptions pendant la fabrication, ce qui réduit considérablement les coûts et le temps de production. Notre travail vise à favoriser l'adoption généralisée de composants de réacteur fabriqués de manière additive en utilisant un système logiciel alimenté par l'IA pour garantir la sécurité et la fiabilité.

Les autres membres de l'équipe Purdue sont Steven Shade, le directeur des initiatives de fabrication avancée de Ball Brothers, également affilié à l'ingénierie environnementale et écologique, et le professeur en génie des matériaux Xinghang Zhang, co-chercheur principal avec une formation en fabrication de pointe.

Hany Abdel-Khalik rencontre virtuellement John W. Sutherland (en haut à l'écran) et Xinghang Zhang. (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Purdue Engineering)

Le projet sur lequel l'équipe travaille vise à favoriser l'adoption de l'impression 3D, des concepts d'IA et de la modélisation des matériaux de calcul dans la fabrication de composants pour réacteurs nucléaires, afin de réduire le temps de développement et les coûts de fabrication, de fournir un accès pratique et fiable à l'énergie nucléaire, et estimer les risques de sécurité de manière réaliste. Selon Xhang, la solution de Purdue utilisera une forme avancée d'apprentissage automatique appelée apprentissage par renforcement, qui vise à maximiser les récompenses cumulatives en examinant comment les agents logiciels doivent agir dans un environnement afin d'obtenir les récompenses.

L'équipe utilisera l'apprentissage par renforcement pour réguler la sélection des paramètres du processus d'impression 3D, comme la température de fusion et la vitesse d'impression, afin de guider la prise de décision et de former les modèles d'IA. Donc, ce financement du DoE sera certainement utile.

«L'application synchronisée des techniques de fabrication additive et d'intelligence artificielle est essentielle pour fournir le processus de qualification des composants nucléaires le plus riche en données et le plus rentable. C'est l'un des objectifs clés du programme TCR de DOE-NE: utiliser la technologie moderne pour fournir une nouvelle et meilleure façon de déployer l'énergie nucléaire », a déclaré Kurt Terrani, directeur du programme TCR à ORNL.

«Le programme fait participer l'industrie, le régulateur et, dans ce cas, les universités afin de garantir qu'une approche optimale est développée et adoptée de manière généralisée. La force technique de l'équipe Purdue renforcera notre capacité à atteindre ces objectifs. »

(Source: Université Purdue)

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