Centrali nucleari: l'intelligenza artificiale può aiutare a ridurre i costi operativi?

Nel corso delle discussioni sulla carenza di elettricità e sulla transizione energetica, le centrali nucleari stanno vivendo una sorta di rinascita: sono in grado di fornire grandi quantità di elettricità e di farlo senza emettere CO2. Per questo motivo l'UE li ha recentemente classificati come "sostenibili". I sostenitori dell'energia nucleare potrebbero ora ottenere un altro argomento, proveniente dagli Stati Uniti, che in ogni caso sono piuttosto favorevoli alle centrali nucleari: l'intelligenza artificiale per ridurre gli elevati costi operativi delle centrali nucleari.

Centrali nucleari: manutenzione e sicurezza generano costi elevati

Le centrali nucleari non inquinano l'aria, ma hanno altri svantaggi: producono scorie radioattive, il cui smaltimento è molto problematico. Inoltre, le centrali nucleari sono costose da gestire: il fattore di costo maggiore nella gestione di una centrale nucleare è il costante monitoraggio e la manutenzione - più vecchio è l'impianto, più alte sono le spese. Non solo da Chernobyl sappiamo cosa può accadere se i sistemi di sicurezza non vengono utilizzati correttamente. I sistemi intelligenti e controllati da computer potrebbero ora non solo rendere le centrali nucleari più sicure, ma anche aumentarne l'efficienza economica? Gli scienziati dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) stanno lavorando di conseguenza su sistemi che potrebbero rendere l'energia nucleare più competitiva con l'aiuto dell'intelligenza artificiale. "I costi di gestione e manutenzione sono molto preoccupanti per le centrali nucleari, perché attualmente richiedono un gran numero di personale in loco e un'ampia manutenzione", ha dichiarato Roberto Ponciroli, ingegnere nucleare senior presso Argonne, al portale web Techexplore.com. "Crediamo che il funzionamento autonomo possa contribuire a migliorare la loro redditività e incoraggiare l'adozione di reattori di concezione avanzata". Il progetto di ricerca dell'Argonne National Laboratory mira a sviluppare un'architettura informatica in grado di rilevare precocemente i problemi e di raccomandare azioni appropriate agli operatori umani. Ponciroli e i suoi colleghi stimano che questa tecnologia potrebbe far risparmiare all'industria nucleare più di 500 milioni di dollari all'anno.

L'intelligenza artificiale si occupa del monitoraggio e aiuta a prendere decisioni

Già oggi, i vari componenti del sistema di una centrale nucleare - valvole, pompe, scambiatori di calore, ecc. Tuttavia, come altri componenti, questi sensori possono essere danneggiati. Per questo motivo, devono essere costantemente controllati dal personale. Ciò avviene, ad esempio, attraverso ispezioni regolari dell'impianto. L'idea dei ricercatori: e se gli algoritmi potessero ora controllare i dati imparando come funziona un normale sensore? Poi potrebbero cercare le anomalie, cioè l'intelligenza artificiale interpreterebbe i segnali dei sensori e raccomanderebbe misure specifiche. Ponciroli fa un esempio: "Supponiamo che un display sul cruscotto della vostra auto vi avverta di uno pneumatico con una pressione d'aria troppo bassa. Sapete che non dovete fermarvi immediatamente, ma potreste decidere di rallentare un po' per evitare una foratura finché non riuscite a riempire il pneumatico d'aria". Vediamo l'informazione (bassa pressione dell'aria), la valutiamo (fermarsi o continuare?) e agiamo (continuare, ma a una velocità inferiore). L'IA può ora imitare questa logica. In una centrale nucleare, i computer potrebbero così rilevare i problemi e avvisare gli operatori il prima possibile, per ottimizzare il controllo ed evitare riparazioni più costose. Allo stesso tempo, i computer potrebbero evitare inutili interventi di manutenzione sugli impianti.

Ottimizzare i sistemi esistenti

I ricercatori dell'Argonne National Laboratory hanno ora sviluppato una simulazione al computer di questo tipo, o un gemello digitale di un reattore nucleare. Sono riusciti a completare i sistemi di controllo e diagnosi delle sue parti virtuali. Il resto del progetto si concentrerà sulla capacità decisionale del sistema, ovvero su ciò che fa con i dati diagnostici. L'obiettivo della ricerca sarà un'architettura di sistema che collega diversi algoritmi. Verrà utilizzato uno strumento di analisi esistente per i reattori moderni, che verrà adattato di conseguenza dagli ingegneri. Dovrebbe essere abbastanza flessibile da poter essere utilizzato anche per i reattori esistenti.

Fonti: SvizzeroCognitivo; Techexplore.com