ثورة البناء النووي: الطباعة ثلاثية الأبعاد والذكاء الاصطناعي

تشهد صناعة الإنشاءات النووية ثورة تقنية، مدفوعة بالتقدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد وأدوات الذكاء الاصطناعي. ففي ولاية تينيسي الشرقية، تم استخدام ذراع طابعة ثلاثية الأبعاد لبناء أعمدة حماية خرسانية لمفاعل نووي.

مشروع مفاعل هيرميس ودور الطباعة ثلاثية الأبعاد

يُعد هذا العمل جزءًا من مشروع مفاعل هيرميس (Hermes)، وهو مفاعل تجريبي منخفض الطاقة يعمل بتقنية الملح المصهور المبرد بالفلورايد (FHR)، وهي فئة من المفاعلات المتقدمة التي تهدف إلى توفير طاقة آمنة وفعالة. المشروع مدعوم من وزارة الطاقة الأمريكية ويمثل توجهًا جديدًا في كيفية بناء البنية التحتية النووية، حيث تلعب كل من الطباعة ثلاثية الأبعاد وأدوات الذكاء الاصطناعي أدوارًا رئيسية.

وبحسب مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL)، تم الانتهاء من أجزاء كبيرة من البناء في 14 يومًا فقط، وهو ما كان سيستغرق عدة أسابيع بالطرق التقليدية. تعتمد هذه الطريقة المبتكرة على الطابعات ثلاثية الأبعاد لإنشاء قوالب خرسانية مفصلة بدقة، حتى للتصاميم الهندسية المعقدة، مما يهدف إلى جعل البناء أسرع وأقل تكلفة وأكثر مرونة مع الاعتماد بشكل أكبر على المواد والعمالة المحلية.

الذكاء الاصطناعي في تصميم وبناء المفاعلات

كما لعبت أدوات الذكاء الاصطناعي دورًا حاسمًا في المشروع، حيث استخدم مختبر أوك ريدج الوطني هذه التقنية لتوجيه أجزاء من عملية التصميم والبناء، حيث تُستخدم تقنيات مثل التصميم التوليدي (Generative Design) لتحسين الهياكل، وأدوات المراقبة اللحظية لضمان جودة المكونات أثناء التصنيع. تساهم هذه الأدوات في تقليل الأخطاء البشرية وتسريع وتيرة العمل، خاصة عند إنشاء مكونات ذات تصميم فريد أو معقد.

الطاقة النووية لمواجهة استهلاك الذكاء الاصطناعي المتزايد

يأتي هذا المشروع أيضًا استجابة للطلب المتزايد على الطاقة، حيث يتزايد استهلاك الطاقة بشكل هائل من قِبل أنظمة الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات. ووفقًا لتقديرات وكالة الطاقة الدولية (IEA)، قد يتضاعف استهلاك الكهرباء لهذا القطاع بحلول عام 2026 ليصل إلى أكثر من 1,000 تيراواط/ساعة سنويًا. ويُنظر إلى الطاقة النووية كمصدر طاقة مستقر وموثوق لدعم هذا النمو. يشير بعض الخبراء إلى أن أدوات الذكاء الاصطناعي المستقبلية قد تعمل بالطاقة من مفاعلات ساعدت هي نفسها في تصميمها، وهي حلقة تغذية عكسية يمكن أن تكون فعالة ولكنها محفوفة بالمخاطر.

التحديات ومعايير السلامة في البناء النووي الجديد

تتيح الطباعة ثلاثية الأبعاد في هذا المشروع بناء هياكل دقيقة بشكل أسرع. ومع ذلك، لم يتضح بعد مدى صمود هذه الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد بمرور الوقت. يجب أن تصمد المفاعلات النووية لعقود، وقد يكون أي عطل في أي جزء من الهيكل خطيرًا. لذلك، يجب أن تواكب اختبارات ومعايير الجودة الصارمة، التي تشرف عليها هيئات تنظيمية مثل هيئة التنظيم النووي الأمريكية (NRC)، سرعة أساليب البناء الجديدة لضمان سلامة المنشآت على المدى الطويل.

في الوقت الحالي، يبدو أن الطباعة ثلاثية الأبعاد والذكاء الاصطناعي يوفران أدوات قوية للصناعة النووية. ولكن في حين أن البناء الأسرع يمثل فائدة كبيرة، يجب أن تظل السلامة هي الأولوية القصوى. وفي حين أن هذه "الحقبة الجديدة" تبشر بتحسينات هائلة، فإنها تتطلب اهتمامًا وحذرًا دائمين في كل خطوة لضمان مستقبل آمن ومستدام للطاقة النووية.