ホワイトペーパー

仮想原子炉に向けて: 原子力のデジタル・ツインが誕生

このホワイトペーパーは、原子力の発展と導入にデジタル・ツイン技術がどのように寄与できるかを実例で紹介しています。原子力業界が直面している具体的な課題と、原子力エンジニアリング関係者がこれらの課題に対応するため、仮想原子炉モデルとデジタル・ツインをどのように使用しているかを詳しく取り上げます。

未来の原子炉

老朽化している現在の原子炉の多くは、人口が集中している地域から遠く離れた場所に建てられた、堂々たる巨大な施設です。

その姿が今後も続くとは限りません。近い将来、安全でクリーンなエネルギー源である携帯型モジュラー原子炉が一般的になるでしょう。都市から何百マイルも離れた遠隔地の施設ではなく、発電所からの電力需要が最大の地域に近い、便利な場所に原子炉が作られることになります。

しかし、デジタル・ツイン技術を幅広く活用しなければ、多くの次世代原子炉設計が認可や試運転の工程で成功できないでしょう。

原子炉のデジタル・ツイン

このホワイトペーパーでは、さまざまな業界で導入され、成功を収めてきたデジタル・ツイン機能を原子力業界に利用する方法を探ります。原子力業界は、検証に関する要求事項が並外れて多く、物理特性の正確な表現や、不確実性の数値化が求められます。

ここでは、デジタル・ツイン (仮想原子炉) 手法を導入することによって、新しい原子炉技術の設計サイクルを半分に短縮し、認可取得のためのテストにかかるコストを大幅に削減できることが述べられています。

原子物理学のシミュレーション

さらに、Simcenterのデジタル・ツイン技術をX-energyや、Kairos Power、TerraPowerといった企業が提唱している第4世代原子炉の設計にどのように活用できるか、また特に下記の複雑な物理特性に関する数値流体力学シミュレーションについて詳しく記しています。

  • ぺブルベッド型原子炉の温度予測
  • 溶融塩や金属などの画期的な冷却材における流体と熱伝導
  • サーマルストライピング
  • 燃料集合体の流体と熱誘起振動

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未来の原子炉

老朽化している現在の原子炉の多くは、人口が集中している地域から遠く離れた場所に建てられた、堂々たる巨大な施設です。

その姿が今後も続くとは限りません。近い将来、安全でクリーンなエネルギー源である携帯型モジュラー原子炉が一般的になるでしょう。都市から何百マイルも離れた遠隔地の施設ではなく、発電所からの電力需要が最大の地域に近い、便利な場所に原子炉が作られることになります。

しかし、デジタル・ツイン技術を幅広く活用しなければ、多くの次世代原子炉設計が認可や試運転の工程で成功できないでしょう。

原子炉のデジタル・ツイン

このホワイトペーパーでは、さまざまな業界で導入され、成功を収めてきたデジタル・ツイン機能を原子力業界に利用する方法を探ります。原子力業界は、検証に関する要求事項が並外れて多く、物理特性の正確な表現や、不確実性の数値化が求められます。

ここでは、デジタル・ツイン (仮想原子炉) 手法を導入することによって、新しい原子炉技術の設計サイクルを半分に短縮し、認可取得のためのテストにかかるコストを大幅に削減できることが述べられています。

原子物理学のシミュレーション

さらに、Simcenterのデジタル・ツイン技術をX-energyや、Kairos Power、TerraPowerといった企業が提唱している第4世代原子炉の設計にどのように活用できるか、また特に下記の複雑な物理特性に関する数値流体力学シミュレーションについて詳しく記しています。

  • ぺブルベッド型原子炉の温度予測
  • 溶融塩や金属などの画期的な冷却材における流体と熱伝導
  • サーマルストライピング
  • 燃料集合体の流体と熱誘起振動
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