Kärnkraftverk genererar 20% av landets el och är den största rena energikällan i USA Men för att ytterligare kompensera klimatförändringar, kärnkraftsektorn behöver förlänga livslängden för befintliga anläggningar och bygga nya.

Detta kräver att USA byter från traditionell analog teknik till de senaste framstegen inom digital teknik, en förändring som redan gjorts i andra länder.

U.S. Den uppgraderade reaktorn och anläggningen, byggdes ursprungligen 1962, banar väg för ett omfattande implementering av digital teknik i både forskning och branschreaktorer.

"Modern styrteknik i kärnkraftssektorn kommer att möjliggöra stora datatillämpningar och ökad tillförlitlighet, "sa Clive Townsend, handledaren för Purdues reaktor. "Vi går från vakuumrören och handlödda trådar från 60-talet, till lysdioder, ethernetkablar och avancerad elektronik. "

Traditionella analoga konsoler gör det svårt att ta forskningsdata exakt och snabbt, medan ett digitalt system gör det möjligt att mäta värden direkt. Att gå digitalt innebär att mycket mer data kan bearbetas och analyseras, öppnar dörren till funktioner som ännu inte har varit möjliga inom kärnkraftssektorn, som prediktiv analys, maskininlärning och artificiell intelligens.

Digital teknik tillåter också reaktoranläggningar att identifiera prestandaavbrott som kan inträffa före den schemalagda underhållstiden, göra dem säkrare och förlänga deras livstid. Om delar behövde bytas ut, digitala är mycket billigare och mer kommersiellt tillgängliga än analoga delar.

Medan universitetsreaktorer som Purdues inte används för att driva energinät som industrireaktorer, de ger en plattform för forskning. Exempel som kan överraska dig inkluderar att förstå hur tungmetaller påverkar mental hälsa, identifiera ursprunget till en 1, 000 år gammal artefakt eller så småningom förutsäga hur bra piloter kommer att flyga nya plan.

Den digitala konverteringen av PUR-1 började 2012, när det amerikanska energidepartementet beviljade Purdue ett bidrag genom sitt Nuclear Energy University-program för att ersätta reaktorutrustningen med ett toppmodern instrument- och styrsystem. Purdue utvecklade och byggde det helt digitala systemet i samarbete med Mirion Technologies och Curtiss-Wright Corp.

"Reaktorns användning under de senaste åren hade skiftat från grundläggande reaktorfysikforskning till att främst fungera som en pedagogisk stödanläggning, "sa Seungjin Kim, kaptenen James F. McCarthy Jr. och Cheryl E. McCarthy Chef för School of Nuclear Engineering på Purdue.

"Nu, vi kan återvända till den effektfulla forskningen samtidigt som vi väsentligt utökar reaktorns undervisningskapacitet, " han sa.

PUR-1 innehåller nu en 150 kvadratmeter stor videovägg, vilket förbättrar datavisning och engagerar potentiella kärntekniska studenter.

"Kärnreaktorn med fullt digitaliserad instrumentering och kontroll är en milstolpe för Purdues School of Nuclear Engineering, "sa Mung Chiang, John A. Edwardson dekan vid Purdue's College of Engineering. "Den forskning och undervisning som möjliggörs av den nya PUR-1 kommer också att bidra till nästa kapitel i kärnkraft, säkerhet och säkerhet i landet. "

USA:s NRC-licensiering av PUR-1-systemet är utan motstycke på andra sätt, samt:Några av delarna är certifierade enligt German Nuclear Safety Standards Commission (KTA), snarare än enligt inhemsk standard.

Historiskt sett den amerikanska NRC har endast accepterat delar som är certifierade enligt inhemska standarder, som i allmänhet är kostnadsöverskridande för användning. USA:s NRC accepterade dessa delar i PUR-1 genom byråns initiativ för en riskinformerad och prestationsbaserad regleringsprocess.

"Det faktum att NRC accepterar en digital konsol för en liten forskningsreaktor, med delar certifierade enligt KTA -standarder, signalerar tillsynsorganet på väg mot godkännande i en storindustrireaktor, "Sa Townsend.

En digital universitetsreaktor erbjuder flera fördelar både för branschens aktörer och utbildningsmiljöer. Som en cyberfysisk testbädd, samarbetspartners och företagspartners kommer att kunna utvärdera simuleringar av branschreaktorer med hjälp av Purdues anläggning som modell och tillämpa lärdomar och förbättrade metoder för sina egna reaktorer.

"Testning av kod och simuleringar i mindre universitetsanläggningar ger mer flexibilitet, enkel åtkomst och snabbare utvecklingscykler än vad som skulle vara tillgängligt för större industriella partner, "sa Robert Bean, anläggningsdirektören PUR-1 och en biträdande professor i kärnteknik på Purdue. "Till låg kostnad, forskare kommer snabbt att kunna utvärdera sitt arbete och uppnå fullskalig distribution. "

Digital teknik innebär också att Purdue kan använda reaktorn för att skicka levande data till avlägsna platser, hjälpa forskare att matcha reaktorstatus i realtid med sina experimentella resultat, och elever att visualisera från sina bildskärmar hur en reaktor reagerar.

"Vi kan skicka signaler till områden, såsom skolor i utvecklingsländer, som inte har lyxen av sin egen kärnreaktoranläggning och tillhörande utbildningsinfrastruktur. Så länge de har internet och detta partnerskap med Purdue, de kan se och studera hur reaktorn fungerar, "Sa Kim.

En bandklippningsceremoni för den nyligen licensierade PUR-1 kommer att starta ett tre dagar långt toppmöte, "Atomer för mänskligheten, "den 3 september vid Purdue University.