В США около 20% всего производимого электричества генерируется на АЭС. Атомная энергетика дает около 50% так называемого «низкоуглеродного электричества». Но сейчас у Штатов с этим проблемы — дело в том, что подавляющее большинство АЭС были построены в 70-х и 80-х годах прошлого века.
Единственный новый реактор установили в 90-х, так что он может считаться «молодым». Все остальные морально и физически устарели. Правда, моральное устаревание здесь превалирует, поскольку американцы стараются заменять устаревшее оборудование.
Решение проблемы, похоже, нашли не чиновники, а ученые — специалисты из Национальной лаборатории Ок-Ридж (кстати, именно они решили еще одну задачу — нехватку изотопа плутония, который используется в качестве топлива для термоэлектрических генераторов космически аппаратов). Ученые разработали комплексную методику моделирования оборудования АЭС, включая возможность оценки эффективности работы обновленной инфраструктуры.
Занимается этим вопросом одно из подразделений Ок-Ридж, которое называется CASL. Его задача — повышение эффективности работы американских АЭС до максимума. Для этого устаревшие компоненты реакторов планируют заменить на новые, с тем, чтобы сами реакторы продолжали работать.
Руководитель программы сравнил действия своего подразделения с действиями современных ремонтников, которым поручено обновить дом викторианской эпохи. Здание еще крепко, ему ничего не угрожает. Но необходимо поменять дизайн, провести электричество и добавить прочие необходимые современному гражданину коммуникации и системы. После обновления здание будет служить верой и правдой еще множество лет.
Моделирование по VERA позволяет узнать, насколько эффективной будет работа отдельных элементов инфраструктуры и самой энергосети после ее модернизации. Кроме того, модель позволяет проверить различные схемы интеграции АЭС в энергетические сети страны. К примеру, днем в ряде регионов большое количество энергии вырабатывается солнечными и ветрогенераторами. Но эта энергия уходит впустую, поскольку уровень выработки электричества на АЭС не меняется, а потребителей больше не становится.
Моделирование покажет, когда можно безопасно снизить активность работы АЭС, с тем, чтобы вырабатываемая альтернативными источниками энергия не пропадала. Кроме того, моделирование позволяет отследить безопасность всей системы или отдельных ее элементов.
«Это нужно для того, чтобы достичь нашей цели — отсутствие инцидентов на производстве»,
— говорит один из участников программы. В некоторых случаях мы можем снизить выработку энергии на АЭС со 100% до 50%, затем при необходимости поднять.
Система позволяет отслеживать не только активность работы отдельных АЭС или их реакторов, но и контролировать каждый топливный элемент, зная, где и что происходит в конкретный момент.
В CASL надеются, что разработанная технология даст возможность постепенно обновлять АЭС и элементы энергосети, для того, чтобы вся система работала максимально эффективно.
У вычислительной системы VERA весьма неплохие возможности, которые базируются на 1000-ядерном вычислительном кластере из Национальной лаборатории Айдахо. Компании, которым необходимо поработать с VERA, получают собственные аккаунты в системе и могут работать удаленно.
По мнению экспертов, работа CASL может повысить и эффективность действий регуляторов атомной отрасли. Их часто подвергают критике из-за недостаточно быстрой работы.
Главная задача экспертов сейчас — максимально увеличить срок работы АЭС без снижения уровня безопасности.