Reattore Natrium: un gemello digitale per formare gli operatori

A Kemmerer, nel Wyoming, è arrivato nel cantiere del reattore Natrium di TerraPower un simulatore digitale in scala reale. Realizzato da Curtiss-Wright, il sistema è un gemello digitale esatto dell'impianto futuro e offre ai tecnici il primo accesso pratico ai suoi comandi, molto prima che il reattore entri in funzione nel 2030.

La formazione è il vero ostacolo. Il simulatore funziona con un motore software chiamato 3KEYMASTER, che riproduce in tempo reale la fisica del sistema: come circolano i fluidi, come variano le temperature e come reagisce il nocciolo quando un'apparecchiatura si arresta all'improvviso. Gli operatori possono esercitarsi nelle procedure di emergenza, testare le azioni di sicurezza automatiche e accumulare le ore richieste per le licenze operative federali, il tutto prima che venga caricato un solo elemento di combustibile.

Il motivo di questa scelta sta nel progetto. La maggior parte delle centrali nucleari statunitensi raffredda il nocciolo con acqua leggera sotto forte pressione. Natrium usa invece sodio liquido, che trasferisce il calore in modo efficiente e bolle a quasi 900 °C, quindi il sistema funziona a una pressione vicina a quella atmosferica normale. Ciò elimina la necessità delle massicce cupole di contenimento dalle pareti spesse che caratterizzano le centrali convenzionali. L'impianto separa inoltre la produzione di energia dal calore nucleare: il reattore garantisce una potenza di base di 345 megawatt, mentre il calore in eccesso viene immagazzinato in serbatoi di sali fusi. Quando la domanda cresce, gli operatori attingono a quel calore accumulato per portare la potenza elettrica a 500 megawatt per oltre cinque ore, senza modificare la potenza di base del nocciolo.

Il simulatore funge anche da banco di prova. Curtiss-Wright sta inoltre costruendo i sistemi di controllo dell'impianto, tra cui i suoi sistemi di controllo distribuiti e un sistema automatico di protezione del reattore. Far girare questi programmi nel simulatore consente ai tecnici di individuare i bug del software e verificare la risposta dell'hardware anni prima del caricamento del combustibile.

Per gli operatori che lavoreranno nell'impianto, il cambiamento sta nel fatto che arriveranno già con delle ore accumulate sui comandi reali, invece di impararli su apparecchiature in funzione. Se il sito di Kemmerer si rivelerà praticabile, TerraPower intende adottare lo stesso modello operativo per le flotte commerciali in tutto il Paese. George Piccard, vicepresidente delle operazioni di impianto dell'azienda, ha dichiarato che il simulatore serve a «far crescere una forza lavoro nucleare qualificata in ogni futuro impianto Natrium». I tempi dipendono da quella verifica di fattibilità, e l'azienda non ha ancora indicato una data per la prima flotta.