Poziomy energii reaktorów jądrowych można monitorować za pomocą danych sejsmicznych i akustycznych

Według nowego badania opublikowanego w wiadomości z badań sejsmicznych.

Stosując do danych kilka modeli uczenia maszynowego, naukowcy z Oak Ridge National Laboratory mogą również przewidzieć, kiedy reaktor Włącza się i wyłącza, szacowanie Energia Poziomy z dokładnością do 66%.

Wyniki stanowią kolejne narzędzie do Społeczność międzynarodowa Wspólnie sprawdzaj i monitoruj Reaktor jądrowy Operacje są minimalnie inwazyjne, powiedział główny autor badania Chengping Chai, geofizyk z Oak Ridge. „Reaktory jądrowe mogą być wykorzystywane zarówno do działań niegroźnych, jak i nikczemnych. Dlatego weryfikacja, czy reaktor jądrowy działa zgodnie z reklamą, jest przedmiotem troski społeczności zajmującej się nieproliferacją”.

Chociaż dane sejsmiczne i akustyczne są od dawna wykorzystywane do monitorowania trzęsień ziemi i cech strukturalnych infrastruktury, takiej jak budynki i mosty, niektórzy badacze wykorzystują teraz te dane, aby przyjrzeć się bliżej ruchom związanym z procesami przemysłowymi. W tym przypadku Chai i współpracownicy rozmieścili czujniki sejsmiczne i akustyczne wokół reaktora izotopowego o wysokim przepływie w Oak Ridge, reaktora badawczego używanego do produkcji neutronów do badań z zakresu fizyki, chemii, biologii, inżynierii i materiałoznawstwa.

Obudowa mocy reaktora to proces termiczny z wieżą chłodniczą, która rozprasza ciepło. „Odkryliśmy, że sejsmo-czujniki akustyczne Może rejestrować mechaniczne sygnatury urządzeń wibracyjnych, takich jak wentylatory i pompy w wieży chłodniczej, z wystarczającą dokładnością, aby wyjaśnić kwestie operacyjne”.

Następnie badacze porównali szereg algorytmów uczenia maszynowego, aby odkryć najlepsze sposoby szacowania stanu mocy reaktora na podstawie określonych sygnałów audio. Algorytmy zostały przeszkolone przy użyciu tylko danych sejsmicznych, tylko akustycznych i obu rodzajów danych zebranych w ciągu roku. Okazało się, że połączone dane przyniosły najlepsze wyniki.

„Sygnały sismo-akustyczne związane z różnymi poziomami energii pokazują złożone wzorce, które są trudne do przeanalizowania przy użyciu konwencjonalnych technik” – wyjaśnił Chai. „Podejścia do uczenia maszynowego są w stanie wywnioskować złożone relacje między różnymi systemami reaktorów i ich sejsmiczną sygnaturą akustyczną i wykorzystać je do przewidywania poziomów energii”.

Chai i koledzy odkryli podczas swoich badań kilka interesujących wskazówek, w tym hałaśliwe wibracje pompy podczas zatrzymania reaktora, które zniknęły po wymianie pompy.

Zhai powiedział, że powiązanie sygnatur sejsmicznych i akustycznych z różnymi działaniami przemysłowymi i sprzętem jest długoterminowym i ambitnym celem. W przypadku reaktora izotopowego o wysokim przepływie wstępne badania pokazują, że wentylatory i pompy mają różne dźwiękowe odciski palców, a różne prędkości wentylatorów mają swoje własne, unikalne sygnatury.

„Niektóre regularne, ale rzadsze czynności, takie jak coroczna lub okazjonalna konserwacja, należy rozróżnić między działaniami sejsmicznymi a dane dźwiękowepowiedział Chai. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób te sygnatury odnoszą się do konkretnych procesów, „musimy zbadać zarówno sejsmiczne, jak i akustyczne sygnatury oprzyrządowania i hałasu tła w różnych obiektach przemysłowych”.