使核能设施更易于建造和运输

对于美国来说，要实现其净零目标，核能需要成为各种选择的大杂烩。问题在于：它的生产仍然缺乏规模。为了迅速增加可及性，我们需要迅速建立反应堆，Koroush Shirvan教授指导的三年级博士生Isabel Naranjo De Candido说。

一种选择是使用微反应器，这是一种可移动的装置，可以被推到需要清洁电力的区域。纳兰霍·德·坎迪多（Naranjo De Candido）在麻省理工学院（MIT）的硕士论文由雅各布·布翁吉奥诺（Jacopo Buongiorno）教授指导，重点关注这种反应堆。

改善核能获取的另一种方法是开发模块化反应堆，以便其组件单元可以快速制造，同时仍保持质量。“我们的想法是，你应用制造业的工业化技术，这样公司就可以生产更多的（核）船舶，供应链更可预测，”她说。假设使用标准化配方一遍又一遍地制造几个设计组件，可以提高速度和可靠性并降低成本。

作为博士研究的一部分，纳兰霍·德·坎迪多（Naranjo De Candido）正致力于优化这些小型模块化反应堆的运行和管理，以便它们在生命周期的所有阶段都能高效运行：建造;操作和维护;和退役。她研究的动机很简单：“我们需要核能来应对气候变化，因为我们需要一种可靠和稳定的能源来应对气候变化，”她说。

在意大利的童年

尽管纳兰霍·德·坎迪多（Naranjo De Candido）今天对核能和工程充满热情，但她不确定自己在意大利帕多瓦高中毕业后想追求什么。她的母亲是意大利医生，父亲是西班牙建筑师，中学毕业后不久，她就进入了一所以科学为基础的高中，因为她知道这是她最喜欢的赛道。

在学校取得很高的成绩后，她获得了全额奖学金，在比萨的圣安娜高级研究学院学习。学校坐落在一座拥有数百年历史的修道院内，只授予硕士和博士学位。“我必须选择学习什么，但我不确定。我知道我对工程感兴趣，“她回忆道，”所以我选择了机械工程，因为它更通用。

事实证明，Sant’Anna 非常适合 Naranjo De Candido 探索她的激情。在学习期间，一门鼓舞人心的核工程课程使她走上了研究该领域的道路，这是她在比萨攻读硕士学位的一部分。在那段时间里，她周游世界——作为学生交流项目的一部分，她去了中国，去瑞士和美国实习。“我形成了良好的背景和课程，这使我能够[获得]麻省理工学院的录取，”她说。

在美国宇航局喷气推进实验室实习时，她遇到了一位麻省理工学院机械工程专业的学生，他鼓励她申请该校攻读博士学位。意大利核领域的另一位导师也建议她申请麻省理工学院攻读核工程，因此她决定迈出这一步。

她很高兴她做到了。

改善获得核能的机会

在麻省理工学院，纳兰霍·德·坎迪多（Naranjo De Candido）正致力于通过缩小反应堆尺寸来改善核能的获取，就微反应堆而言，使它们具有足够的移动性，可以运送到需要的地方。“微反应器的想法是，当燃料耗尽时，你用一个新燃料的装置替换现场的整个微反应器，然后把旧的装置带回一个中央设施，在那里它将被加油，”她说。这种微反应堆的早期用例之一是需要 24/7 全天候可靠电力的偏远采矿场。

模块化反应器的尺寸约为微反应器的 10 倍，可确保以不同的方式进入：组件可以大规模制造和安装。她说，这些反应堆不仅可以提供电力，还可以满足工业供热市场的需求。“你可以把它们放在工业设施附近，直接利用热量为氨或氢气生产或水淡化提供动力，”她补充道。

随着越来越多的模块化反应堆的安装，预计该行业将扩大到包括选择简单地建造它们并将运营移交给其他公司的企业。传统的核能反应堆可能拥有全套工作人员，而模块化反应堆等小型反应堆无法承受大量人员，因此需要优化人才，并在许多单位之间共享人员。她说：“这些公司中的许多公司都非常有兴趣确切地知道要分配多少人和多少钱，以及如何组织资源以同时为多个反应堆提供服务。

纳兰霍·德·坎迪多（Naranjo De Candido）正在开发一个复杂的软件程序，该程序考虑了各种变量 – 从原材料成本和工人培训，反应堆大小，兆瓦输出等 – 并依靠历史数据来预测新工厂可能需要哪些资源。该计划还告知运营商他们需要接受的权衡。例如，她解释说，“如果将人员减少到指定的典型水平以下，这将如何影响工厂的可靠性，即它能够在没有故障和故障的情况下运行的小时数？

管理和运行核反应堆特别复杂，因为安全标准限制了工人在某些区域的工作时间以及安全区的处理方式。

“该行业缺乏[合格人才]，因此这不仅是为了降低成本，也是为了使工厂成为可能，”Naranjo De Candido说。需要不同类型的人才，从专门从事机械部件到电子控制的专业人士。她正在研究的模型考虑了对此类专业技能的需求，并根据需要为多个领域的交叉培训人才腾出空间。

为了实现她使核能更容易获得的目标，优化软件将是开源的，可供所有人使用。“我们希望这成为公用事业公司、供应商和其他参与者能够更好地沟通的共同基础，”纳兰霍·德·坎迪多说，她希望这样做将加速核电站的大规模运行——这一成就不会很快到来。