作为工业数字化的热门技术，如今的数字孪生已经开始在核能行业得到应用。据悉，目前数字孪生技术已在核能行业得到应用和发展，旨在提高核反应堆的安全性、运行状态和设计水平。这些数字孪生应用场景将如何重塑核能行业？什么是数字孪生？数字双胞胎是根据现实世界的数据创建的，对应于任何物理空间或对象的虚拟副本。借助传感器网络，数字孪生能够观察物理环境以动态收集实时数据。孪生副本通过与人、设备和其他数据孪生交互来学习信息，从而获得支持关键决策、发现潜在问题和优化/改进系统的能力。数字孪生目前被用于各种场景，从设计无绳电梯到缓解交通拥堵，再到执教足球联赛。在核领域，还创建了核反应堆的虚拟复制品。这些技术已经应用到先进的核反应堆设计者、核电公司和国家实验室手中，帮助整个工厂建立全生命周期监测和模拟系统。正如支持MAGNET项目的爱达荷国家实验室数字工程研究员JerenBrowning解释的那样，“数字孪生技术的成功应用有可能彻底改变先进的核工业......自主控制可以带来显着的成本节约和安全性改进。使新的微反应器快速上线并轻松满足监管标准。”关键应用1-预测性维护核数字孪生的一个关键应用是预测性维护，数字孪生包含智能模块，可以持续监控单个组件和整个系统的运行，这对于核反应堆来说无疑是至关重要的。数字孪生可以帮助预测当特定组件可能发生故障时，在实际问题出现之前防止意外停机。这种预测能力还使科学家能够深入优化反应堆的维护计划和操作。根据爱达荷国家实验室和美国核管理委员会最近的一份报告，包括KairosPower、X-energy、通用电气和西屋电气在内的先进反应堆开发商正在开发数字孪生，希望在未来使用它们实现预测性维护、减少停机时间以及全面管理反应堆老化/退化的能力。应用二——监管与合规监控oring数字孪生在核能领域的另一大应用是对核电站运行状态的监督和合规监控。数字孪生可以提供与技术规范相关的实时信息、集成和分析，通过历史记录、输出性能和技术判断等信息全面支持各项运营决策。例如，西屋目前正在使用数字孪生进行设施检查和审计，例如监控检查数据的自动分析。配合无人机，管理人员可以检测反应堆周围的混凝土裂缝，监测结构内的中子噪声，实时管理各种严重的反应堆事故。行业应用1-核反应堆设计与仿真数字孪生还可以帮助设计新的核反应堆，让工程师尝试各种性能和安全优化方法。模拟数字孪生体可以大大节省设计过程中的时间和资金投入，同时更好地为集中实验测试提供信息支持。目前，美国联邦政府正在资助项目，帮助企业开发包括数字孪生在内的先进核反应堆，KairosPower也借此机会尝试为其氟化物冷却高温反应堆开发数字孪生。正如能源部高级研究计划署首席研究员AnnalisManera解释的那样：“通过这个项目，我们不仅要支持正在运行的反应堆，还要支持那些仍处于设计阶段的反应堆。以实验数据为后盾，我们已经具备构建高分辨率数字孪生模型的能力。”行业应用2-应急响应数字孪生还可以在各种罕见的紧急情况或事故中提供帮助。例如，数字孪生可以提高响应效率，集成实时数据/模型，协调机构和响应者对紧急事件的响应支持，从而减轻或消除事件造成的严重影响。数字孪生还可以作为日常数据的直接管道，帮助评估数据并使用实时数据做出决策。在数字孪生的帮助下，天气、气候和地理情报等信息将汇集一处，共同支持严格可靠的规划、预测和建议决策。
