实验室用光模拟核反应加速微堆研发

在Idaho美国国家实验室，研究人员在计算机模型和实验室的微堆应用研究验证与评估(MARVEL)微堆之间搭建了一座桥梁。

INL研究员、MARVEL反应性控制系统负责人Tony Crawford设计了一个电话亭大小的替代核反应堆，名为ViBRANT（Visual Benign Reactor as Analog for Nuclear Testing，可视良性反应堆核试验模拟装置），它使用光线而非中子来展示"核"反应。

不仅仅是灯光秀：ViBRANT由MACS（微堆自动控制系统）控制，该系统同样由Crawford在INL设计和开发。MACS和ViBRANT结合使用可增强系统理解并加速反应堆开发，研究人员可利用它应用详细的反应堆物理模型来模拟真实的反应堆堆芯。

要观看ViBRANT运行视频，请点击此处。

对于正在INL开发的85千瓦钠钾冷却MARVEL微堆，MACS/ViBRANT不仅能紧密模拟该微堆，还能大幅加速流程，在10分钟内模拟出MARVEL需要一整天才能完成的过程。Crawford将MACS/ViBRANT描述为"混合体"，称"实际执行器采用的技术与MARVEL反应堆将使用的技术相同"。

他解释道："驱动反应堆物理的燃料、危险反射层和吸收层材料实际上被适合光物理的良性材料所取代"。

ViBRANT和MACS具有可访问性和灵活性，使研究人员能够观察反应堆组件如何工作，而无需受安全壳和辐射屏蔽的阻碍。它还使得能够以迭代过程微调软件、测试和完善反应堆系统。Crawford表示："通过其可访问性和如同观看电视屏幕般的直观性，反应堆开发过程中几乎每个人——从建模人员到控制系统开发人员再到装配人员——都能参与其中并学习"。

下一代测试：虽然MACS和ViBRANT目前配置用于MARVEL，但这些系统也被设计用于测试不同的反应堆。Crawford解释说，先进反应堆不具备支撑轻水堆的数十年开发历史。"这是一种与控制系统互动、理解物理原理并真正领会结果的方式"，他说。

该技术有助于降低新型核反应堆开发商的风险，包括那些可能使用AI和机器学习算法进行自主或半自主运行的设计。