- Simulador virtual de reactor ofrecido por el Dalton Nuclear Institute de la University of Manchester, que permite experimentar cómo un Pressurised Water Reactor (PWR) suministra electricidad
- El jugador puede ingresar un apodo de 2 a 4 caracteres, ver el recorrido o comenzar de inmediato, y durante la experiencia se ofrecen el Brain Challenge y la opción de Day 2
- El objetivo es operar el reactor durante un día para ajustarse a la demanda eléctrica nacional, y en la pantalla de resultados se refleja como puntuación si la demanda y la producción coincidieron
- En la comparación educativa se muestra que una central nuclear usa alrededor de 118 kg de combustible nuclear al día, mientras que una central de carbón necesita 14,000,000 kg de carbón
- A través del juego de operación del reactor, el simulador permite conocer los temas educativos del Dalton Nuclear Institute, como ciencia e ingeniería nuclear, cierre de centrales nucleares, nuevos reactores, mejora de combustible y fusión nuclear
Estructura del simulador
- Simulador web ofrecido por el Dalton Nuclear Institute de la University of Manchester
- El objetivo es un Pressurised Water Reactor (PWR), y en pantalla se puede ver un diagrama 2D del PWR junto con información adicional
- Antes de comenzar, se puede ingresar un apodo de 2 a 4 caracteres
- Como campos opcionales, se puede indicar si eres docente, país, código postal, rango de edad educativa y materia a cargo
Desarrollo del juego y elementos educativos
- Se desarrolla en el formato de suministrar electricidad con el reactor durante un día, y tras jugar se muestran la puntuación y los resultados
- Al completarlo aparece el mensaje: “Suministraste electricidad con el reactor”
- Puede mostrarse un mensaje de resultado indicando que la demanda del día y la producción de energía no coincidieron
- Después, se puede continuar con Day 2 o subir la puntuación con el Brain Challenge
- Si comienzas el Brain Challenge, la partida actual termina y no se puede continuar con Day 2
- También se ofrece una comparación del uso de combustible
- Central nuclear: alrededor de 118 kg de combustible nuclear al día
- Central de carbón: 14,000,000 kg de carbón al día
- El Dalton Nuclear Institute es un centro académico británico de ciencia e ingeniería nuclear, enfocado en la remediación ambiental, el cierre seguro de antiguos sitios nucleares, el diseño de nuevos reactores, la mejora de combustible, el desarrollo de generación por fusión nuclear y la formación de la próxima generación de especialistas nucleares
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
¡Qué raro! Esto lo hizo alrededor de 2012~2013 un colega que sigue siendo amigo mío. Más precisamente, fue un port de un programa viejo, originalmente escrito en Delphi/Pascal y que usaba llamadas primitivas a OpenGL, a WebGL, que en ese momento era una tecnología relativamente novedosa.
Según entendí, la razón principal para llevarlo a plataformas modernas era que pudiera ejecutarse en eventos interactivos de lugares como escuelas. Estaba más optimizado para ser divertido que para ser realista, y recuerdo que ingenieros nucleares reales se quejaban de que “en una central nuclear comercial, la demanda no cambiaría tan rápido”.
https://en.wikipedia.org/wiki/Scram_(video_game)
El sistema de control automático no funcionaba bien, así que se operaba manualmente, y el simulador de entrenamiento corría 10 veces más rápido que la realidad; pudimos probar todo nosotros mismos. Incluso a esa velocidad no era difícil, y aunque el operador perdiera el control, había varios sistemas automáticos de seguridad en espera para detenerlo antes de que ocurriera algo malo.
En la realidad, una persona no gira diales como “más vapor” o “más potencia del reactor”; esas partes, por supuesto, las manejan controladores PID y software. La persona observa la situación y, cuando el software no responde correctamente, sigue una lista de verificación.
Esto me recordó una idea de juego que vengo pensando desde hace tiempo.
Me gustaría hacer un juego en el que el jugador arme motores o sistemas combinando varias piezas. Crear el sistema requerido ya sería un rompecabezas en sí mismo, pero después habría que demostrar que el sistema puede controlarse aun con fallas en varias piezas, usando sensores, interruptores, etc. ¿Puedes construir un reactor nuclear? Si algo se rompe, ¿puedes descubrir qué falló mirando solo los sensores que colocaste? ¿Puedes reparar el sistema con los interruptores que instalaste?
Mi parte favorita de los simuladores de vuelo siempre fue la aviónica simulada. Me encanta presionar botones virtuales y mirar instrumentos virtuales.
El instructor cortaba apenas, con un cúter, alguna pista de una placa de circuito impreso en algún lugar de la máquina, y nosotros teníamos que escribir código de depuración y usar osciloscopio, multímetro, etc., para aislar la falla. La reparábamos con una gota de soldadura; fue muy divertido y aprendí muchísimo. Me gustaría que existiera un juego en línea o un simulador lógico que permitiera hacer algo parecido.
Lo volví a jugar en un sitio de archivos en línea y seguía siendo tan divertido como lo recordaba.
En CTF más avanzados como NetWars, a veces también hay que corregir las fallas y defenderse de los competidores.
El primer simulador de central nuclear que probé era un programa primitivo basado en texto que corría en una DEC 11/780. Para ganar, en cada turno, es decir, en períodos de varios días, tenías que alcanzar cierto promedio de MWh.
Parecía fácil si simplemente lo dejabas encendido, pero había una trampa. Simulaba fatiga normal, así que cuanto más tiempo lo hacías funcionar, mayor era la probabilidad de que aparecieran problemas; y cuanto más alta era la potencia, más rápido se acumulaba la fatiga. Había que apagar el reactor periódicamente para mantenimiento, y cuanto más lo hacías funcionar, más largos se volvían también los períodos de mantenimiento. Para tener éxito, había que equilibrar el tiempo de operación, la generación eléctrica y el tiempo necesario de parada por mantenimiento.
Como aprendí de niño cómo un reactor produce electricidad, recién el año pasado me sorprendió descubrir que hay gente que no sabe que los reactores, igual que otras centrales eléctricas, calientan agua para producir vapor. Aunque pensar que un reactor genera electricidad directamente a partir de la reacción también es un modelo bastante razonable.
Claro, también existen los generadores termoeléctricos de radioisótopos y https://en.wikipedia.org/wiki/Betavoltaic_device.
Sin duda puedo atribuirle a este juego el mérito de haber alimentado mi obsesión poco saludable con la energía nuclear. Mi mala costumbre de presionar botones para ver qué pasa probablemente también venga de ahí.
[1] https://www.mobygames.com/game/62490/the-oakflat-nuclear-pow...
Soy ex operador de reactor de submarino de la Marina de EE. UU.
La parte de ajustar la salida de vapor me pareció un poco rara. En un submarino, el vapor usado para la propulsión supera por mucho a todas las demás cargas de vapor, así que hay una persona aparte encargada del acelerador que lo controla.
Esta simulación está simplificada, pero no está mal. Aunque oculta algunas de las partes realmente interesantes de un reactor enfriado y moderado por agua. Lo más interesante es que, por el coeficiente de reactividad de temperatura negativo del agua, el reactor tiene autorregulación.
Cuando un átomo de uranio-235 absorbe un neutrón que andaba por ahí, se vuelve inestable, se divide y libera más neutrones. Solo una cantidad muy pequeña de ellos es absorbida por átomos cercanos de uranio-235, y en realidad eso es algo bueno. La mayoría sale del combustible y algunos rebotan en el agua circundante. Eso ralentiza los neutrones, y algunos regresan al combustible, donde son absorbidos y provocan fisiones adicionales.
Por ejemplo, si ocurren 1,000 fisiones y, de los neutrones resultantes, 800 son absorbidos por otros uranios-235, solo habrá 800 fisiones adicionales. Como la reacción no se sostiene por sí sola, el reactor está en estado subcrítico.
Si 1,000 fisiones producen 1,200 absorciones de neutrones y reacciones, el resultado son 1,200 fisiones. Como aumenta el número de fisiones, el reactor está en estado supercrítico.
Si como resultado de 1,000 fisiones se absorben 1,000 neutrones y estos vuelven a producir 1,000 fisiones, el reactor está en estado crítico. Decir que “el reactor está crítico” significa que el número de fisiones se sostiene por sí mismo y no aumenta ni disminuye.
La cantidad de neutrones que regresan al combustible puede cambiarse con la densidad del agua. Cuanto más densa sea el agua, mayor es la probabilidad de que los neutrones choquen con moléculas de agua y vuelvan hacia el combustible.
La densidad del agua cambia con la temperatura. Cuando el agua está fría, se vuelve más densa, y también aumenta la probabilidad de que los neutrones regresen al combustible.
La temperatura del agua cambia según la cantidad de calor que se le quite usando más o menos vapor.
En conjunto, a medida que sube la demanda de vapor, se extrae más calor del agua. Entonces entra agua más fría al reactor, y el agua fría refleja más neutrones. Más neutrones significan más fisiones, y más fisiones significan más calor. Más calor calienta el agua, lo que modera el aumento de las fisiones, hasta que finalmente se alcanza un equilibrio.
Si la potencia es demasiado alta, sube la temperatura del refrigerante y baja la potencia. Si la potencia es demasiado baja, baja la temperatura del refrigerante y sube la potencia. Por eso el agua es un excelente refrigerante y moderador.
Me pregunto si eso realmente pasa y, de ser así, si es un problema con medidas de mitigación.
Ya pasaron décadas desde que me puse a revisar los detalles de varios diseños de reactores. En aquel entonces no había estado realmente expuesto a conceptos como “teoría de control”, ni a campos como “ingeniería de sistemas” o “ingeniería química”: áreas que piensan en cómo combinar leyes y propiedades simples de la energía y la materia para crear sistemas robustos o, al menos, prácticos.
Había leído sobre el accidente de Chernóbil y la excursión de potencia, la inyección de enormes cantidades de agua, condiciones cercanas al punto de ebullición, vacíos de vapor, etc., pero nunca me había quedado tan claro el punto de la temperatura y la densidad.
Me encanta este “cómo encaja todo”. Ese momento en que cosas que por fuera parecen leyes secas y muertas terminan convirtiéndose en un sistema útil. Aunque los profesores te pongan tareas que parezcan prácticas, ¿a qué chico de 15 años le interesaría un problema de comparar el peso de un pato con el de una bruja para determinar inflamabilidad y brujería? ;)
Con las leyes mencionadas aquí me refiero a modelos simplificados de la materia y los procesos físicos, válidos bajo ciertas suposiciones y premisas, como la escala o el marco de referencia.
Hoy en día puede parecer algo completamente salido de la nada, pero en las escuelas alemanas de hecho aprendíamos eso. No con detalles finísimos, pero teníamos una clase de dos horas para cada tipo de reactor.
Lo que todavía recuerdo es que normalmente se puede identificar el tipo de reactor solo viendo la forma del edificio.
https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zyqnrwx/revision/2
Genial. Me recuerda a Three Mile Island de Muse Software para Apple II, uno de los primeros juegos de simulación geniales que probé cuando era niño. La sensación al dominar esa simulación fue realmente increíble en su momento.
Manual
https://archive.org/details/ThreeMileIslandAppleIIManual
El juego. Como referencia, parece que guardar/restablecer estado en la vista 7 está roto, así que mejor evitarlo.
https://archive.org/details/a2_Three_Mile_Island_Special_Ver...
Link a un video de una versión para ZX81 de la misma onda.
https://youtu.be/tB6CC8UbJLU
Mi yo de 12 años entró con un solo objetivo: hacerlo explotar.
El maldito sistema de seguridad me arruinó la diversión.
Mi simulador clásico de planta nuclear favorito es SIMULA-C de Ralph Reuhl. Ahora solo puedo encontrar este informe[1], pero tanto el código fuente en C como el ejecutable para MS-DOS estaban publicados
En la época en que conocía la URL, Wayback Machine podía recuperar el archivo .exe, pero no el archivo del código fuente. ¿Alguien se acuerda de esto? Hay capturas de pantalla al final del PDF
[1] https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:29043408
https://web.archive.org/web/20020928111017/http://www.simula...
Está muy prolijo. Pero, ¿qué controla exactamente la palanca del generador de vapor? ¿La bomba de abajo? Las barras de control son más claras porque se mueven en la imagen