Hoy en día, hay 94 reactores nucleares en funcionamiento en Estados Unidos, más que en cualquier otro país del mundo, y estas unidades en conjunto proporcionan casi el 20 por ciento de la electricidad del país. Se proxenetismo de un logro importante, según Dean Price, pero cree que nuestro país necesita mucho más de la energía nuclear, especialmente en un momento en el que se buscan desesperadamente alternativas a las centrales eléctricas basadas en combustibles fósiles. Se convirtió en ingeniero nuclear por esta misma razón: para comprobar de que la tecnología nuclear esté a la pico de la tarea de conseguir resultados en este momento de considerable menester.
«La energía nuclear ha sido una parte enorme de la infraestructura energética de nuestra nación durante los últimos 60 primaveras, y la cantidad de personas que mantienen esa infraestructura es increíblemente pequeña», dice Price, profesor asistente del MIT en el Área de Ciencia e Ingeniería Nuclear (NSE), así como profesor de mejora profesional en Estudios Energéticos de Atlantic Richfield. «Al convertirse en ingeniero nuclear, usted se convierte en uno de un categoría selecto de personas responsables de la coexistentes de energía independiente de carbono en los Estados Unidos».
Esa era una encargo en la que estaba ansioso por participar, y los objetivos que se propuso estaban remotamente de ser modestos: quería ayudar a diseñar y marcar el manifestación de una nueva clase de reactores nucleares, aprovechando la seguridad, la posesiones y la confiabilidad de la flota nuclear existente.
Price nunca se ha desviado de este objetivo y sólo ha enemigo aliento en el camino. La comunidad de ingenieros nucleares, dice, «es pequeña, muy unida y muy acogedora. Una vez que entras en ella, la mayoría de la concurrencia no está dispuesta a hacer mínimo más».
Iluminando las relaciones entre los procesos físicos
En su primer esquema de investigación como estudiante en la Universidad de Illinois Urbana en Champaign, Price estudió la seguridad de los contenedores de arma blanca y hormigón utilizados para juntar las barras de combustible gastadas de los reactores a posteriori de que se hayan enfriado en tanques de agua, normalmente durante varios primaveras. Su exploración indicó que este método de almacenamiento era asaz seguro, aunque la cuestión de qué se debe hacer en última instancia con estos contenedores de combustible, en términos de exterminio a dispendioso plazo, sigue abierta en nuestro país.
A posteriori de comenzar estudios de posgrado en la Universidad de Michigan en 2020, Price emprendió una ringlera de investigación diferente en la que todavía participa hoy. Esa campo de acción de estudio, emplazamiento modelado multifísico, implica observar varios procesos físicos que ocurren en el núcleo de un reactor nuclear para ver cómo interactúan, una alternativa al estudio de estos procesos uno por uno.
Un proceso esencia, la neutrónica, se refiere a cómo los neutrones zumban en el núcleo del reactor provocando la fisión nuclear, que es lo que genera la energía. Un segundo proceso, llamado hidráulica térmica, implica refrigerar el reactor para extraer el calor generado por los neutrones. Una simulación multifísica, analizando cómo interactúan estos dos procesos, podría mostrar cómo el calor disipado cuando el reactor produce energía afecta el comportamiento de los neutrones, porque cuanto más caliente está el combustible, es menos probable que cause fisión.
«Si alguna vez quieres cambiar tu nivel de potencia, o hacer poco con el reactor, la temperatura del combustible es un circunstancia crítico que necesitas memorizar», dice Price. «El modelado multifísico nos permite correlacionar los procesos de fisión neutrónica con una propiedad térmica, la temperatura. Eso, a su vez, puede ayudarnos a predecir cómo se comportará el reactor en diferentes condiciones».
Los modelos multifísicos para reactores de agua ligera, que son los que funcionan hoy en día con capacidades del orden de 1.000 megavatios, están asaz acertadamente establecidos, afirma Prices. Pero los métodos para modelar reactores avanzados (pequeños reactores modulares (SMR con capacidades que oscilan entre 20 y 300 MW) y microrreactores (de 1 a 20 MW)) están mucho menos avanzados. Sólo un número muy pequeño de estos reactores está en funcionamiento hoy en día, pero Price está centrando sus esfuerzos en ellos adecuado a su potencial para producir energía de modo más trueque y segura, contiguo con su decano flexibilidad en potencia y tamaño.
Aunque las simulaciones multifísicas han proporcionado a la comunidad nuclear una gran cantidad de información, pueden requerir supercomputadoras para resolver o encontrar soluciones aproximadas a ecuaciones no lineales acopladas y extremadamente difíciles. Con la esperanza de acortar en gran medida la carga computacional, Price está explorando activamente enfoques de inteligencia químico que podrían proporcionar respuestas similares y evitar por completo esas onerosas ecuaciones. Ese ha sido un tema central de su memorándum de investigación desde que se unió a la concesión del MIT en septiembre de 2025.
Un papel crucial para la inteligencia químico
En lo que son buenos los métodos de inteligencia químico y educación obligatorio, en particular, es en encontrar patrones ocultos en el interior de los datos, como correlaciones entre variables críticas para el funcionamiento de una planta nuclear. Por ejemplo, dice Price, «si me dice el nivel de potencia de su reactor, (la IA) podría decirle cuál es la temperatura del combustible e incluso indicarle la distribución tridimensional de la temperatura en su núcleo». Y si esto se puede hacer sin resolver ecuaciones diferenciales complicadas, los costos computacionales podrían reducirse considerablemente.
Price está investigando varias aplicaciones en las que la IA puede resultar especialmente útil, como ayudar en el diseño de nuevos tipos de reactores. «Entonces podríamos encargar en los marcos de seguridad desarrollados durante los últimos 50 primaveras para aguantar a extremo un exploración de seguridad del diseño propuesto», afirma. «De esta modo, la IA no interactuará directamente con mínimo que sea crítico para la seguridad». En su opinión, el papel de la IA sería aumentar los procedimientos establecidos, en lado de reemplazarlos, ayudando a guatar los vacíos de conocimiento existentes.
Cuando a un maniquí de educación obligatorio se le proporciona una cantidad suficiente de datos para instruirse, puede ayudarnos a comprender mejor la relación entre procesos físicos esencia, nuevamente sin tener que resolver ecuaciones diferenciales no lineales.
«Al precisar efectivamente esas relaciones, podemos tomar mejores decisiones de diseño en las primeras etapas», dice Price. «Y cuando esa tecnología se desarrolle e implemente, la IA puede ayudarnos a tomar decisiones de control más inteligentes que nos permitirán trabajar nuestros reactores de una modo más segura y económica».
Devolverle a la comunidad que lo crió
En pocas palabras, uno de sus principales objetivos es aguantar los beneficios de la IA a la industria nuclear, y considera que las posibilidades son vastas y en gran medida sin explotar. Price además cree que está acertadamente posicionado como profesor en el MIT para acercarnos al futuro nuclear que él imagina. Según él, está trabajando no sólo para desarrollar la próxima coexistentes de reactores, sino además para ayudar a preparar a la próxima coexistentes de líderes en este campo.
Price conoció a algunos posibles miembros de esa “próxima coexistentes” en un curso de diseño que impartió el otoño pasado con Curtis SmithProfesor KEPCO de Praxis de Ciencias e Ingeniería Nucleares. Para Price, esa inmersión duró sólo unos meses, pero fue suficiente para descubrir que los estudiantes del MIT están excepcionalmente motivados, son trabajadores y capaces. No sorprende que esas sean las mismas cualidades que paciencia encontrar en los estudiantes que se unen a su equipo de investigación.
Price recuerda vívidamente el apoyo que recibió cuando dio sus primeros y tentativos pasos en este campo. Ahora que ascendió de rango de estudiante a profesor y adquirió un conjunto sustancial de conocimientos a lo dispendioso del camino, quiere que sus estudiantes «experimenten el mismo sentimiento que yo tuve al ingresar al campo». Más allá de sus objetivos específicos para mejorar el diseño y el funcionamiento de los reactores nucleares, Price dice: «Espero perpetuar el mismo círculo divertido y saludable que me hizo galantear la ingeniería nuclear en primer lado».