Stell Dir vor, eine KI spielt mit einem Kernreaktor eine Partie Schach!


MIT-For­scher ver­spre­chen dank selbst­ler­nen­dem Ansatz deut­li­che Effi­zi­enz­stei­ge­rung

Mitt­ler­wei­le bestrei­ten selbst­ler­nen­de Sys­te­me dank ihrer künst­li­chen Intel­li­genz (KI/AI) die Spie­le Go oder Schach äußerst erfolg­reich. Bei­den Spie­len ist in gewis­ser Wei­se gemein, dass Spiel­stei­ne (Ach­tung Wort­witz: Token!) opti­mal posi­tio­niert wer­den müs­sen. Ziel der opti­mier­ten Posi­tio­nie­rung ist die maxi­ma­le oder ver­bes­ser­te Aus­nut­zung der Brenn­stä­be in Kern­re­ak­to­ren, denn hier­durch kön­nen Betriebs­kos­ten im Umfang von rund 3 Mio US$ p.a. ein­ge­spart wer­den. Feder­füh­rend in die­ser Ent­wick­lung ist das Mas­sa­chu­setts Insti­tu­te of Tech­no­lo­gy (MIThttp://mit.edu in Koope­ra­ti­on mit dem US-Ver­sor­ger Exelon http://exeloncorp.com.

Typische Anordnung von Brenn- und Steuerelementen (Grafik: Majdi Radaideh, MIT)

Neu­tro­nen­ein­fang steu­ert Reak­tor

Brenn­ele­men­te bestehen aus hun­der­ten schlan­ken Brenn­stä­ben, die mit ange­rei­cher­tem Uran gefüllt sind. Dane­ben gibt es Steu­er­stä­be, die Neu­tro­nen ein­fan­gen. Sie kön­nen mit Gado­li­ni­um gefüllt sein. Je tie­fer die­se im Reak­tor­kern ste­cken, des­to gerin­ger ist des­sen Akti­vi­tät, bis hin­un­ter zur völ­li­gen Abschal­tung. Durch Ein- und Aus­fah­ren die­ser Ele­men­te wird die Leis­tung des Reak­tors gesteu­ert, sodass er mög­lichst gleich­mä­ßig Wär­me erzeugt, die außer­halb des Reak­tor­druck­be­häl­ters in Dampf umge­wan­delt wird, der zur Strom­erzeu­gung dient.

Die Plat­zie­rung der Brenn­stä­be und -ele­men­te, die unter­schied­lich hoch ange­rei­cher­tes Uran ent­hal­ten sowie der Steu­er­stä­be ist ent­schei­dend für die Effek­ti­vi­tät der Anla­ge. Wie bei Schach oder Go gibt es schier unend­lich vie­le Kom­bi­na­tio­nen der Posi­tio­nie­rung. Men­schen sind über­for­dert, wenn es dar­um geht, die unzäh­li­gen Mög­lich­kei­ten und die jewei­li­gen Fol­gen durch­zu­spie­len. Die Stä­be ste­hen im Reak­tor­kern wie Schach­fi­gu­ren auf dem Spiel­brett. Bei einem idea­len Lay­out beein­flus­sen sie sich gegen­sei­tig so, dass die Neu­tro­nen, die die Atom­ker­ne spal­ten, ide­al über den gesam­ten Reak­tor­kern ver­teilt sind. Genau die­ses Lay­out errech­net der smar­te Com­pu­ter.

Jeder Reak­tor kann effek­ti­ver wer­den

Die­ses Ver­fah­ren kann auf jeden Kern­re­ak­tor der Welt ange­wen­det wer­den”, sagt der lei­ten­de Autor der Stu­die, Koroush Shir­van, Assis­tenz­pro­fes­sor am Lehr­stuh für Nukle­ar­wis­sen­schaf­ten und -engi­nee­ring des MIT. “Durch die Ver­bes­se­rung der Wirt­schaft­lich­keit der Kern­ener­gie, die allein 20 Pro­zent des in den USA erzeug­ten Stroms lie­fert, kön­nen wir dazu bei­tra­gen, das Wachs­tum der glo­ba­len Koh­len­stoff­emis­sio­nen zu begren­zen”, so der Nukle­ar­wis­sen­schaft­ler.