رئیس بخش پایداری NVIDIA: چگونه می توان رنسانس انرژی هسته ای آمریکا را تسریع کرد

در بیشتر چند دهه اخیر، تقاضای برق در ایالات متحده نسبتا ثابت بوده است. سیستم انرژی، زیرساخت‌ها و از بسیاری جهات، سیاست‌های ما بر اساس این فرض است که رشد چشمگیری نخواهد داشت.

اون دوران داره تموم میشه

هوش مصنوعی یکی از محرک های قابل مشاهده تقاضای برق جدید است، اما از تنها یک محرک دور است. ما در حال برق انداختن بیشتر اقتصاد هستیم. تولید در حال بازگشت به ایالات متحده است. ربات ها و هوش مصنوعی فیزیکی به سرعت از آزمایشگاه های تحقیقاتی به دنیای واقعی می روند.

ما به سادگی به برق بسیار بیشتری نسبت به امروز نیاز داریم. و به همین دلیل است که ما نیاز به ارزیابی مجدد انرژی هسته ای داریم.

در NVIDIA، ما هر دو طرف این انتقال را می بینیم. هوش مصنوعی و محاسبات شتابی که با اکوسیستم گسترده شرکای خود توسعه می‌دهیم نیز می‌تواند به توسعه‌دهندگان انرژی در طراحی، شبیه‌سازی و عملیات زیرساخت کمک کند. این دیدگاه که باور ما را شکل می‌دهد که بحث هسته‌ای باید فراتر از ساخت و ساز حرکت کند و بر این نکته تمرکز کند که چگونه فناوری می‌تواند به صنعت کمک کند تا ایمن، سریع‌تر و در مقیاس بسازد.

چرا هسته ای، چرا الان

حمایت از انرژی هسته‌ای در واشنگتن به گونه‌ای است که در دهه‌های گذشته شاهد آن نبوده‌ایم. انرژی هسته ای به طور فزاینده ای به عنوان ابزاری برای کاهش تغییرات آب و هوایی در نظر گرفته می شود، در حالی که تقاضای فزاینده برای فراوانی انرژی و رشد اقتصادی را برآورده می کند.

اما مورد توسعه هسته ای داخلی قوی تر است.

هسته ای وعده انرژی پاک، محکم و فراوان را می دهد که می تواند تقاضای رو به رشد را برآورده کند و بارهای صنعتی بزرگ را خدمت کند. ملتی که استاندارد انرژی هسته ای ایمن، مقرون به صرفه و مدرن را تعیین کند، از مزایای استراتژیک، امنیتی و تجاری برخوردار خواهد بود.

تعهد بلندمدت فرانسه به هسته ای قبلا نشان داده است که می تواند قدرت ایمن و قابل اعتماد را در مقیاس فراهم کند و حمایت عمومی را حفظ کند. هوش مصنوعی اکنون با ایجاد یک پایگاه مشتری عظیم و با سرمایه مناسب که مایل به سرمایه‌گذاری در انرژی پاک و فناوری‌های هسته‌ای نسل بعدی است، علاقه خود را افزایش داده است.

موج جدید سرمایه گذاری و نوآوری

بودجه پشت این دوره جدید هسته‌ای از ترکیبی از آژانس‌های فدرال و آزمایشگاه‌های ملی، استارت‌آپ‌های سرمایه‌گذاری شده و شرکت‌هایی تامین می‌شود که روی انرژی پاکی که نیاز دارند سرمایه‌گذاری می‌کنند. اولین مگاوات یک فناوری هسته‌ای جدید فوق‌العاده گران است، اما زمانی که یک طرح توسعه یافت، آزمایش شد و قابل اجرا بود، صرفه‌جویی در مقیاس می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند.

شرکت‌ها همه چیز را از فناوری‌های شکافت پیشرفته مانند ریز راکتورها و راکتورهای کوچک مدولار گرفته تا همجوشی دنبال می‌کنند. در NVIDIA، علاوه بر تأخیر در ساخت و ساز و زمان‌بندی، شاهد تقاضای بسیار بیشتری برای انرژی نسبت به عرضه موجود هستیم. طراحی راکتورها، تفسیر اطلاعات فنی و نظارتی، شبیه‌سازی عملیات نیروگاه و یکپارچه‌سازی منابع جدید برق، همگی به توانایی پردازش داده‌های پیچیده‌تر نیاز دارند. NVIDIA در کل پشته محاسباتی کار می‌کند و به ما می‌دهد که چگونه این قطعات می‌توانند با هم کار کنند.

به عنوان مثال، TerraPower یک پلتفرم مجهز به NVIDIA Omniverse را برای استفاده از دوقلوهای دیجیتال برای فشرده‌سازی بخش‌هایی از مکان‌یابی و طراحی هسته‌ای پیشرفته متصل می‌کند. Atomic Canyon از محاسبات تسریع شده برای ساخت ابزارهای دانش مبتنی بر هوش مصنوعی برای اپراتورهای راکتور، رویه‌های تبدیل، راهنمایی‌های نظارتی، سوابق صدور مجوز و سایر داده‌های هسته‌ای به یک لایه دانش قابل استفاده استفاده می‌کند. Commonwealth Fusion Systems از کتابخانه‌های Omniverse و OpenUSD برای فشرده‌سازی سال‌ها آزمایش فیوژن به هفته‌ها استفاده می‌کند.

ما هنوز نمی دانیم که کدام رویکرد موفق تر خواهد بود. ما به محیطی نیاز داریم که آنها بتوانند با خیال راحت رقابت کنند و ثابت کنند که چه کار می کند - در حالی که در طول مسیر، ظرفیت صنعتی، استعدادهای ماهر و تولید زنجیره های تامین ایالات متحده را بازسازی می کند.

یک دوره فناوری جدید مستلزم محاسبه ریسک جدید است

ایمنی همچنان مانع اصلی است. اما ما در عصر تکنولوژیکی جدیدی از طراحی راکتور هستیم و محاسبات ریسک قدیمی دیگر آنچه را که بسیاری از این سیستم ها برای انجام آن طراحی شده اند را منعکس نمی کند.

بسیاری از راکتورهای پیشرفته با مکانیسم‌های ایمنی غیرفعال ساخته می‌شوند، که در آن حالت ایمن در برابر شکست، پیش‌فرض است تا چیزی که وابسته به مداخله فعال باشد.

مدیریت زباله نیز بخشی از این معادله است، با پیشرفت‌هایی که در طراحی راکتور و مدیریت زباله‌ها به حداقل رساندن زباله‌های رادیواکتیو کمک می‌کند و به طور ایمن باقیمانده را مهار می‌کند.

رویکرد صحیح این است که هم احتمال و هم بزرگی یک حادثه را به حداقل برسانیم: شکست‌ها را بسیار بعید می‌کنیم و در عین حال اطمینان می‌یابیم که حتی بدترین سناریوها را می‌توان مهار و کاهش داد. طراحی های مدولار و پیشرفته همچنین می توانند امکانات کوچکتر و ایمن تر را با کاربردهای گسترده تر فراهم کنند.

هوش مصنوعی می‌تواند در این کار نقش داشته باشد، اما فقط در محدوده‌های مشخص. آزمایشگاه ملی آرگون در حال آزمایش PRO-AID است، سیستمی که هوش مصنوعی را با مدل‌های مبتنی بر فیزیک ترکیب می‌کند تا مشکلات تجهیزات را در زمان واقعی شناسایی و توضیح دهد. در آزمایش، خرابی‌های شبیه‌سازی‌شده حسگر و قطعات را در حین وقوع شناسایی کرد، در حالی که تأیید، پاسخ و تصمیم‌گیری‌های عملیاتی را به پرسنل آموزش دیده تحت رویه‌های ایمنی و نظارتی تعیین‌شده واگذار کرد.

دولت همچنین فرصت فوق العاده ای برای ایجاد اعتماد عمومی دارد. پروژه‌ها و آزمایش‌های اولیه در آزمایشگاه ملی آیداهو و سایت‌های وزارت دفاع نشان می‌دهند که فناوری‌های هسته‌ای پیشرفته می‌توانند با خیال راحت و قابل اعتماد در دنیای واقعی عمل کنند.

چگونه استقرار انرژی هسته ای را تسریع کنیم؟

بزرگترین محدودیت در توسعه هسته ای امروز مقررات است. بسیاری از قوانین حاکم بر هسته‌ای بر اساس طرح‌های راکتورهای قدیمی‌تر ساخته شده‌اند و واقعیت فنی سیستم‌های پیشرفته‌ای که امروزه در حال توسعه هستند را منعکس نمی‌کنند.

نشانه هایی از پیشرفت وجود دارد. NRC به سمت نقاط عطف بررسی 18 ماهه برای مجوزهای راکتور جدید و مجوزهای ساخت حرکت کرده است. مجوز ساخت و ساز Kemmerer 1 TerraPower که در ابتدا برای بررسی 27 ماهه برنامه ریزی شده بود، ارزیابی ایمنی نهایی خود را در 18 ماه دریافت کرد.

اکنون باید این سرعت و قابلیت پیش بینی را به حالت عادی تبدیل کنیم. NRC باید به حرکت به سمت مقررات مبتنی بر ریسک با جدول زمانی بررسی قابل پیش بینی متناسب با فناوری های پیشرفته ادامه دهد. کنگره باید اطمینان حاصل کند که قانون دو حزبی ADVANCE، که در ژوئیه 2024 به قانون امضا شد، با فراهم کردن منابع، نظارت و جهت گیری مورد نیاز برای واقعی کردن اصلاحات به طور کامل اجرا می شود.

این شامل تکمیل کار بر روی بررسی مجوزهای کارآمد، ایجاد یک فرآیند سریع برای واجد شرایط بودن برنامه‌های راکتور جدید، نهایی کردن هزینه‌های پایین‌تر برای متقاضیان راکتور پیشرفته، و توسعه چارچوب‌های واضح برای ریز راکتورها، ماشین‌های همجوشی، سوخت‌های پیشرفته و بررسی‌های محیطی است. NRC همچنین به کارکنان فنی و انعطاف پذیری بودجه برای انجام موثر این کار نیاز دارد. قانون جهت را مشخص می کند. چالش باقی‌مانده تبدیل آن به قوانین، راهنمایی و بررسی شیوه‌هایی است که توسعه‌دهندگان می‌توانند بر آن تکیه کنند.

DOE می تواند به فناوری ها کمک کند تا قبل از استقرار تجاری خود را ثابت کنند. برنامه آزمایشی راکتور آن اخیرا Valar Atomics را قادر ساخت تا با یک راکتور پیشرفته در یوتا به شرایط حیاتی دست یابد - اولین رآکتور مجاز DOE که خارج از یک آزمایشگاه ملی ساخته شده است. مسیرهای بیشتری مانند این می تواند به طرح های جدید کمک کند تا از آزمایش به سمت تجاری سازی حرکت کنند.

ما نباید نوار ایمنی هسته ای را پایین بیاوریم. ما باید مسیر رسیدن به آن را واضح تر، سریع تر و قابل پیش بینی تر کنیم.

زمان بندی هسته ای در برابر تقاضای هوش مصنوعی

حتی با این تغییرات، هسته ای به اندازه کافی سریع آنلاین نمی شود تا نیازهای انرژی هوش مصنوعی کوتاه مدت را برآورده کند. پروژه‌های پیشرفته سال‌ها طول می‌کشد تا توسعه، تأیید و ساخته شوند، و رویکرد همه‌چیز فوق را به پاسخ کوتاه‌مدت واقعی تبدیل می‌کنند.

برخی از شرکت‌های هسته‌ای در حال یافتن راه‌هایی برای حرکت سریع‌تر از طریق اجزای خارج از قفسه، طراحی‌های ساده‌تر و تکرارپذیر و اتکای کمتر به زنجیره‌های تامین هسته‌ای سنتی هستند. صدور مجوز سریع‌تر، فرصت‌های بیشتر برای نشان دادن راکتورهای جدید و طرح‌های ساخته شده برای تکرارپذیری می‌تواند به تبدیل این تلاش‌های فردی به صنعتی با قابلیت مقیاس‌پذیری کمک کند.

پس از آن، هسته ای می تواند نقش بسیار بزرگ تری را در میان مدت و بلندمدت ایفا کند، زیرا فناوری ها بالغ می شوند و هزینه ها کاهش می یابد.

این فرصت فراتر از تقویت هوش مصنوعی است. یک صنعت هسته ای احیا شده می تواند تولید ایالات متحده را تقویت کند، بازارهای جدیدی را برای فناوری آمریکایی ایجاد کند و به حفظ موقعیت این کشور در اقتصاد جهانی که به طور فزاینده ای انرژی بر است کمک کند.

سهم هسته ای در هوش مصنوعی در نهایت با قدرت پاک و قابل اعتماد اندازه گیری می شود. کار گسترده تر انرژی پاک انویدیا، از اتصال به شبکه به کمک هوش مصنوعی گرفته تا ذخیره سازی باتری انعطاف پذیر، نشان دهنده زیرساخت های پشتیبانی کننده ای است که هسته ای به هنگام اتصال به شبکه پیچیده تر و پر انرژی تر نیاز دارد. این فناوری‌ها با هم می‌توانند تولید ایالات متحده را تقویت کنند و به حفظ موقعیت این کشور در اقتصاد جهانی انرژی کمک کنند. ایالات متحده سرمایه، فناوری و استعدادی برای رهبری دارد. حالا باید شرایط ساخت را فراهم کنیم.

یک رنسانس هسته ای زمان می برد، دقیقا به همین دلیل است که ما باید از امروز به سرعت آن را شروع کنیم.

نظرات بیان شده در بخش های تفسیری Fortune.com صرفا نظرات نویسندگان آنها است و لزوما منعکس کننده نظرات و اعتقادات Fortune نیست.

این داستان در ابتدا در سایت Fortune.com منتشر شد