به طور سنتی، خنک کردن راکتورهای هسته ای به روشی ایمن و قابل اعتماد یک چالش است – که یکی از دلایل آن است. مراکز داده با انرژی هسته ای هنوز فراگیر نشده اند. سدیم مایع می تواند با ارائه وسیله ای امن تر و کارآمدتر برای خنک کردن راکتورها به حل این مشکل کمک کند.
حداقل این نظریه پشت راکتورهای هسته‌ای خنک‌شده با سدیم (همچنین به عنوان راکتورهای سریع خنک‌شده با سدیم شناخته می‌شود) است که در حال حاضر تنها در مکان‌های معدودی وجود دارند. آیا این نظریه در نهایت به گونه ای عملی خواهد شد که مشکلات انرژی صنعت مرکز داده را حل کند؟ برای چشم انداز به خواندن ادامه دهید.
راکتور هسته ای خنک شده با سدیم چیست؟
راکتور هسته ای خنک شده با سدیم، راکتوری است که از سدیم مایع برای دفع گرما استفاده می کند. استفاده از سدیم به عنوان یک عامل خنک کننده، این نوع راکتور را از راکتورهای معمولی متمایز می کند که به آب به عنوان محلول خنک کننده متکی هستند.
در مقایسه با خنک کننده آب، راکتورهای خنک کننده با سدیم ارائه می دهند دو مزیت کلیدی:
-
راندمان بیشتر، زیرا سدیم در دماهای بالاتر نسبت به آب یک محیط خنک کننده موثر باقی می ماند.
-
خطر کمتر انفجار ناشی از فشار بالا، زیرا خنک کننده های سدیم در فشار کمتری نسبت به آب کار می کنند.
نمودار یک راکتور سریع خنک شونده با سدیم نوع استخری
خنک کننده سدیم و صنعت مرکز داده
راکتورهای خنک‌شده با سدیم می‌توانند برای هر موردی، نه فقط برای مراکز داده، برق تولید کنند. با این حال، روندهای اخیر به این معنی است که خنک کننده سدیم ممکن است به ویژه برای صنعت مرکز داده ارزشمند شود.
دلیل اصلی این است که نیاز به انرژی مرکز داده احتمالاً در سال های آینده افزایش می یابد. امروزه مراکز داده حدود 1% از کل انرژی مصرفی جهان را تشکیل می دهند، اما برخی پیش بینی ها نشان می دهد که این امر رقم می تواند دو برابر شود از آنجایی که کسب‌وکارها برای پشتیبانی از حجم کاری هوش مصنوعی و به طور کلی، زیرساخت‌های فناوری اطلاعات خود را افزایش می‌دهند، سرورهای پرقدرت بیشتری را مستقر می‌کنند.
ژوئن گذشته، TerraPower – که توسط بیل گیتس تأسیس شد – خبرساز شد با شروع ساخت و ساز در سایت راکتور سریع 345 مگاواتی سدیم خنک شده در وایومینگ با امید به استفاده از این تاسیسات برای کمک به تقویت هوش مصنوعی.
همراه با فشار مداوم بر صنعت به پایدارتر عمل کنندافزایش نیاز به انرژی به این معنی است که صاحبان مراکز داده از انرژی هسته ای به عنوان یک منبع برق نسبتا ارزان قیمت که به سوخت های فسیلی متکی نیست، بهره مند می شوند.
حل مشکلات انرژی هسته ای
البته انرژی هسته‌ای چیز جدیدی نیست و مراکز داده در بخش‌هایی از جهان که انرژی هسته‌ای در آنها فراوان است، وجود دارد. منبع انرژی از راکتورهای هسته ای. اما نگرانی‌ها در مورد خطرات ایمنی آن را برای اپراتورهای مراکز داده چالش برانگیز می‌سازد که هسته‌ای را به عنوان راه‌حل عالی معرفی کنند.
با این حال، راکتورهای خنک‌شده با سدیم می‌توانند با ارائه یک راه‌حل انرژی هسته‌ای که ایمن‌تر از راکتورهای سنتی است، به تغییر این وضعیت کمک کنند.
چالش‌های راکتورهای خنک‌شده با سدیم
با این حال، راکتورهای خنک‌شده با سدیم منبع انرژی کاملی برای مراکز داده نیستند.
یکی از چالش های بزرگ این است که در دماهای بالا، سدیم مایع می تواند در معرض هوا بسوزد. در نتیجه، راکتورهای خنک‌شده با سدیم به سیستم‌های بسته‌ای نیاز دارند که مایع خنک‌کننده را از محیط محیط جدا می‌کند – و اگر نشت رخ دهد، نتایج می‌تواند بد باشد. نشت‌های نسبتاً جزئی سدیم ممکن است منجر به ذوب کامل هسته‌ای نشوند، اما می‌توانند آتش‌سوزی ایجاد کنند. نشت های بزرگ می تواند سیستم خنک کننده را ناکارآمد کند، که به طور بالقوه باعث گرم شدن بیش از حد و ذوب شدن راکتورها می شود.
از این نظر، راکتورهای خنک‌شده با سدیم از یک نوع محلول انرژی کاملاً ایمن فاصله دارند. آنها مسلماً ایمن تر از آب هستند زیرا می توانند دما و فشارهای بالاتری را تحمل کنند، اما هیچ تضمینی در برابر خطرات ذوب یا سایر مشکلات ندارند.
علاوه بر این، احتمالاً سال ها طول می کشد تا راکتورهای خنک شونده با سدیم کافی برای پاسخگویی به نیازهای برق صنعت مرکز داده ساخته شوند. اگرچه تعداد معدودی از کارخانه‌های خنک‌شده با سدیم در حال حاضر در خدمت هستند، اما اکثر آنها در مکان‌هایی با مراکز داده با غلظت بالا نیستند.
خنک کننده سدیم: یک کمک، اما نه یک راه حل کامل
به هر دوی این دلایل، بعید است که اپراتورهای مراکز داده بتوانند به زودی به راکتورهای خنک‌شده با سدیم به عنوان راهی برای تامین برق بدون تکیه بر سوخت‌های فسیلی – یا به عنوان جایگزینی برای انرژی‌های تجدیدپذیر، روی آورند. چالش های خودش را داردمانند وابستگی به آب و هوا برای تولید برق.
با این وجود، خنک‌سازی سدیم به صنعت مرکز داده کمک می‌کند تا گامی به سوی انرژی هسته‌ای ایمن‌تر و مطمئن‌تر بردارد. و در درازمدت، پیشرفت‌های این فناوری می‌تواند مشکلات ایمنی را که در حال حاضر بر راکتورهای خنک‌شده با سدیم تأثیر می‌گذارد، کاهش دهد. اما انتظار نداشته باشید در آینده نزدیک شاهد استفاده از مراکز داده از انرژی هسته ای خنک شده با سدیم برای خنثی شدن کربن باشید.