Sojusz badawczy Unii Europejskiej i Stanów Zjednoczonych zwiększa bezpieczeństwo jądrowe
Drgania wywołane przepływem wpływają istotnie zarówno na bezpieczeństwo, jak i na osiągi elektrowni jądrowych. Występują w rdzeniu reaktora, gdzie w drgania mogą wpadać pręty paliwowe, a także w wytwornicach pary, gdzie rury oddzielają radioaktywną wodę od wody czystej. W przypadku zmęczenia tych konstrukcji może nastąpić radioaktywny wyciek. Zapobieganie takim awariom jest głównym celem finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu GO-VIKING(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Naszym celem jest lepsze zrozumienie drgań wywołanych przepływem”, wyjaśnia koordynator projektu Angel Papukchiev z niemieckiej organizacji GRS(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Chcemy usprawnić prognozowanie, aby ograniczyć ryzyko”.
Wymiana wiedzy w celu rozwoju innowacji
Założenia projektu GO-VIKING obejmowały współpracę od pierwszych chwil jego realizacji. Europejskie zespoły przeprowadziły doświadczenia i opracowały zaawansowane oprogramowanie umożliwiające symulację drgań. Amerykańscy partnerzy wnieśli szereg pozytywów - dostęp do mocy obliczeniowych Oak Ridge National Laboratory(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz wiedzę specjalistyczną w zakresie oddziaływań płyn-struktura. Połączenie unijnej i amerykańskiej doskonałości badawczej pomoże zwiększyć bezpieczeństwo po obu stronach Atlantyku. Konsorcjum projektu zrzeszało uniwersytety, instytuty badawcze, partnerów przemysłowych i organizacje zajmujące się bezpieczeństwem technicznym. Dobór partnerów zagwarantował dostosowanie rezultatów do potrzeb operacyjnych i ram regulacyjnych. Papukchiev podkreśla, czemu współpraca ze Stanami Zjednoczonymi była niezbędna: „Nasi amerykańscy partnerzy mają dostęp do najpotężniejszych superkomputerów na świecie. Pozwalają one na przeprowadzanie symulacji o wysokiej wierności, których europejscy partnerzy nie są w stanie wykonać w tej skali, dzięki czemu zyskujemy dostęp do wniosków, których nie jesteśmy w stanie wypracować na podstawie samych doświadczeń”. Niektóre z symulacji wymagają miesięcy czasu obliczeniowego do modelowania zaledwie jednej sekundy drgań. Amerykańskie superkomputery dostarczają bardzo szczegółowych danych, które europejskie zespoły wykorzystują następnie do weryfikacji szybszych modeli. Jednocześnie amerykańscy partnerzy czerpią korzyści z tego, że badacze unijni dostosowują metody do praktycznego wykorzystania przez przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, zapewniając, że rezultaty są zarówno rygorystyczne, jak i istotne.
Od doświadczeń do symulacji
Współpraca trwa od pierwszych dni realizacji projektu. Doświadczenia przeprowadzone na Uniwersytecie w Manchesterze przełożyły się na istotne przypadki testowe. Zespoły amerykańskie wykorzystały obszerne zbiory danych z tych doświadczeń, aby opracować swoje modele, podczas gdy partnerzy europejscy potrzebowali wygenerowanych przez stronę amerykańską danych numerycznych o wysokiej wierności, aby zweryfikować własne szybsze modele. Współpraca przyniosła szereg korzyści. W ramach projektu GO-VIKING powstały nowe zbiory danych doświadczalnych o niespotykanej dotąd szczegółowości, którym towarzyszą szybko działające modele matematyczne. Modele te charakteryzuje ograniczona dokładność, jednak dostarczają wiarygodnych wyników w ułamku czasu potrzebnego do przeprowadzenia dokładnych symulacji, dzięki czemu są przydatne dla interesariuszy, w tym przedsiębiorstw użyteczności publicznej i organów regulacyjnych. W ramach projektu przygotowywane zostały także wytyczne dotyczące najlepszych praktyk w zakresie analizy różnych rodzajów drgań w celu ich publikacji na potrzeby przemysłu i udostępnienia społeczeństwu. Ponadto planowane są szkolenia, aby zapewnić, że nowe pokolenie inżynierów jądrowych pozna opracowane metody.
Wymierne rezultaty i narzędzia
Zespół projektu GO-VIKING opracował szereg kluczowych rezultatów, które przyczyniają się do poprawy bezpieczeństwa i osiągów reaktorów jądrowych. Dzięki projektowi powstały nowe zbiory danych doświadczalnych o wysokiej rozdzielczości, które są wykorzystywane na potrzeby weryfikacji nowych, szybkich narzędzi symulacyjnych, które zapewniają operatorom i organom regulacyjnym wiarygodne i błyskawiczne analizy. Oprócz rozwoju technologii, w ramach projektu opracowano również narzędzia zwiększające dostępność elektrowni i wspierające długoterminową eksploatację reaktora. Badacze opracowali znormalizowane wzorce dla branży i opracowali metody kwantyfikacji niepewności, aby zapewnić wiarygodność wyników symulacji. Zespół projektu GO-VIKING zaangażował się również bezpośrednio we współpracę z interesariuszami, organizując warsztaty w celu dostosowania badań do potrzeb przemysłu i legislacji. Ponadto współpraca między Unią Europejską i Stanami Zjednoczonymi położyła podwaliny pod przyszłe partnerstwa, zarówno w ramach projektów europejskich, jak i międzynarodowych inicjatyw, takich jak Agencja Energii Jądrowej OECD. „Zdecydowanie zamierzamy zaprosić amerykańskich partnerów do przyszłych projektów”, podsumowuje Papukchiev. „Dzięki nim możemy spojrzeć na pewne zagadnienia z innej perspektywy, zyskujemy dostęp do nowych źródeł i literatury, a ponadto dostrzegamy wyraźne zainteresowanie ponowną współpracą”.