रिएक्टर सिम्युलेटर

 (dalton-nrs.manchester.ac.uk)
3 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2023-12-07 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • University of Manchester के Dalton Nuclear Institute द्वारा प्रदान किया गया वर्चुअल रिएक्टर सिम्युलेटर, जो Pressurised Water Reactor(PWR) की बिजली आपूर्ति प्रक्रिया का अनुभव कराता है
  • खिलाड़ी 2~4 अक्षरों का निकनेम दर्ज कर सकते हैं, टूर देख सकते हैं या सीधे शुरू कर सकते हैं, और प्रगति के दौरान Brain Challenge तथा Day 2 के विकल्प दिए जाते हैं
  • लक्ष्य है एक दिन के दौरान देश की बिजली मांग के अनुसार रिएक्टर चलाना, और परिणाम स्क्रीन में मांग और आउटपुट के मेल को स्कोर के रूप में दिखाया जाता है
  • शैक्षिक तुलना में दिखाया गया है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक दिन में लगभग 118kg परमाणु ईंधन उपयोग करता है, जबकि कोयला बिजली संयंत्र को 14,000,000kg कोयला चाहिए
  • सिम्युलेटर रिएक्टर संचालन गेम के माध्यम से Dalton Nuclear Institute के शैक्षिक विषयों जैसे नाभिकीय विज्ञान·इंजीनियरिंग, परमाणु संयंत्र बंद करना, नए प्रकार के रिएक्टर, ईंधन सुधार, और nuclear fusion से परिचित कराता है

सिम्युलेटर की संरचना

  • यह University of Manchester के Dalton Nuclear Institute द्वारा प्रदान किया गया वेब-आधारित सिम्युलेटर है
  • इसका विषय Pressurised Water Reactor(PWR) है, और स्क्रीन पर PWR 2D डायग्राम तथा अतिरिक्त जानकारी देखी जा सकती है
  • शुरू करने से पहले 2~4 अक्षरों का निकनेम दर्ज किया जा सकता है
  • वैकल्पिक इनपुट में शिक्षक होने/न होने, देश, पोस्टकोड, शिक्षा आयु-समूह, और पढ़ाया जाने वाला विषय शामिल है

गेम की प्रगति और शैक्षिक तत्व

  • यह एक दिन तक रिएक्टर से बिजली आपूर्ति करने के रूप में चलता है, और खेलने के बाद स्कोर तथा उपलब्धि दिखाई जाती है
    • पूरा होने पर “रिएक्टर ने बिजली आपूर्ति की” जैसा संदेश दिखाई देता है
    • यह परिणाम संदेश भी दिखाई दे सकता है कि दिन की मांग और ऊर्जा आउटपुट मेल नहीं खाए
    • इसके बाद Day 2 जारी रखा जा सकता है या Brain Challenge के जरिए स्कोर बढ़ाया जा सकता है
  • Brain Challenge शुरू करने पर वर्तमान गेम समाप्त हो जाता है और Day 2 जारी नहीं रखा जा सकता
  • ईंधन उपयोग की तुलना भी दी गई है
    • परमाणु ऊर्जा संयंत्र: एक दिन में लगभग 118kg परमाणु ईंधन
    • कोयला बिजली संयंत्र: एक दिन में 14,000,000kg कोयला
  • Dalton Nuclear Institute ब्रिटेन का नाभिकीय विज्ञान·इंजीनियरिंग अकादमिक केंद्र है, जो पर्यावरण शुद्धिकरण, पुराने परमाणु संयंत्र स्थलों का सुरक्षित बंद करना, नए रिएक्टर डिज़ाइन, ईंधन सुधार, nuclear fusion ऊर्जा विकास, और अगली पीढ़ी के नाभिकीय विशेषज्ञों के प्रशिक्षण पर केंद्रित है

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2023-12-07
Hacker News की टिप्पणियां

  • अजीब है! इसे 2012~2013 के आसपास मेरे एक सहकर्मी ने बनाया था, जो आज भी मेरा अच्छा दोस्त है। ज्यादा सटीक कहें तो यह एक पुराने प्रोग्राम को, जो मूल रूप से Delphi/Pascal में लिखा गया था और raw OpenGL calls इस्तेमाल करता था, उस समय की अपेक्षाकृत नई टेक्नोलॉजी WebGL पर port करना था
    मेरी समझ में इसे आधुनिक platforms पर लाने की मुख्य वजह यह थी कि इसे स्कूल जैसी जगहों के hands-on events में चलाया जा सके। यह realism के बजाय मज़े के लिए ज्यादा optimized था, और मुझे याद है कि असली nuclear engineers शिकायत करते थे कि “commercial nuclear plants में demand इतनी तेजी से बदल ही नहीं सकती”

    • 1970 के दशक के आखिर~1980 के दशक की शुरुआत में Atari 400/800 के लिए SCRAM नाम का एक reactor simulator था। हाई स्कूल में मैंने इसे Atari 400 पर खेला था
      https://en.wikipedia.org/wiki/Scram_(video_game)
    • कई दशक पहले Hinkley या Oldbury में, जहां gas-cooled Magnox reactors वाला power station था, मैंने nuclear engineering course किया था। मुझे याद है कि हमें बताया गया था कि reactor का thermal reactivity coefficient थोड़ा positive होता है
      automatic control system ठीक से काम नहीं कर रहा था, इसलिए इसे manual रूप से operate किया जाता था, और training simulator असल सिस्टम से 10 गुना तेज चलता था, लेकिन हमें सब कुछ खुद करके देखने को मिला। तेज speed के बावजूद यह मुश्किल नहीं था, और अगर operator control खो भी दे तो कुछ बुरा होने से पहले रोकने के लिए कई automatic safety systems standby पर थे
    • मुख्य बात शायद यह है कि यह simulation काफी accelerated time में चलता है
      असल में लोग “और steam” या “reactor output और बढ़ाओ” जैसे dials नहीं घुमाते; वे हिस्से स्वाभाविक रूप से PID controllers और software संभालते हैं। इंसान हालात देखते रहते हैं और जब software सही प्रतिक्रिया नहीं देता, तब checklists के अनुसार कार्रवाई करते हैं

  • इसे देखकर मुझे एक game idea याद आया जिसके बारे में मैं काफी समय से सोच रहा था
    मैं ऐसा game बनाना चाहता हूं जिसमें player कई parts जोड़कर engine या system बनाता है। जरूरत का system बनाना अपने आप में puzzle है, लेकिन उसके बाद sensors और switches आदि का इस्तेमाल करके यह भी दिखाना होगा कि कई parts fail होने पर भी system को control किया जा सकता है। क्या आप reactor बना सकते हैं? अगर कुछ खराब हो जाए, तो क्या लगाए गए sensors को देखकर पता लगा सकते हैं कि क्या टूटा है? क्या लगाए गए switches से system को ठीक कर सकते हैं?
    flight simulators में मुझे हमेशा simulated avionics सबसे अच्छे लगते थे। virtual buttons दबाना और virtual instruments देखना मुझे सच में बहुत पसंद है

    • बहुत पहले जब मैं “computer science” पढ़ रहा था, तो एक class उस समय भी पहले से पुराने PDP-8 minicomputer के hardware debugging पर थी
      instructor box cutter से machine में कहीं printed circuit board की wiring को बहुत हल्का-सा काट देते थे, और हम debugging code लिखकर oscilloscope और multimeter आदि से fault isolate करते थे। solder की एक बूंद से repair हो जाता था; यह बहुत मजेदार था और बहुत कुछ सीखने को मिला। अच्छा होगा अगर ऐसा कुछ करने वाला कोई online game या logic simulator हो
    • Injured Engine इसी तरह का game है; इसमें आप खुद assembly नहीं करते, लेकिन car engine maintain करते हैं और wear से fail होने वाले parts repair करने पड़ते हैं: https://en.wikipedia.org/wiki/Injured_Engine
    • पूरी तरह वैसा नहीं है, लेकिन इस idea से मुझे बचपन में खेले गए Gizmos and Gadgets की याद आ गई
      मैंने इसे online archive site पर फिर से खेला, और यह अब भी उतना ही मजेदार था जितना मुझे याद था
    • कुछ security CTFs कुछ हद तक इसी तरह बनाए जाते हैं। एक defective लेकिन functioning system या application बना दिया जाता है, और participants defects ढूंढकर उसे break करते हैं
      NetWars जैसे ज्यादा advanced CTFs में कभी-कभी defects ठीक करने और competitors से defend करने की जरूरत भी होती है

  • मेरा पहला nuclear plant simulator एक primitive text-based program था जो DEC 11/780 पर चलता था। जीतने के लिए हर turn, यानी कुछ दिनों की अवधि में, एक निश्चित MWh average हासिल करना होता था
    बस इसे चालू छोड़ देना आसान लगता था, लेकिन इसमें एक trap था। यह normal fatigue simulate करता था, इसलिए जितना ज्यादा समय तक चलाते, problems आने की probability उतनी बढ़ती थी, और जितनी high output पर चलाते, fatigue उतनी जल्दी जमा होती थी। समय-समय पर reactor shutdown करके maintenance करना पड़ता था, और जितना ज्यादा लंबे समय तक चलाते, maintenance period भी उतना लंबा होता जाता। सफल होने के लिए uptime, power generation, और जरूरी maintenance downtime को balanced रखना पड़ता था
    बचपन में मैंने सीख लिया था कि reactors बिजली कैसे बनाते हैं, इसलिए पिछले साल ही मुझे यह जानकर हैरानी हुई कि कुछ लोगों को यह नहीं पता कि reactors भी दूसरे power plants की तरह पानी गर्म करके steam बनाते हैं। यह सोचना कि reactor reaction से सीधे electricity बनाता है, अपने आप में एक reasonable model तो है

    • grad school जाने के बाद ही मुझे समझ आया कि reactor कैसे काम करता है, और तब भी मैं चौंक गया था। अगर आप atom split कर सकते हैं, तो मुझे लगा था कि steam से turbine घुमाने से बेहतर बिजली बनाने का कोई तरीका जरूर होगा
      बेशक radioisotope thermoelectric generators भी हैं और https://en.wikipedia.org/wiki/Betavoltaic_device भी है
    • क्या आप शायद Oakflat Nuclear Power Plant Simulator की बात कर रहे हैं? DEC पर चलने वाले version के बारे में मुझे नहीं पता, लेकिन ऐसा version हो सकता था, और description काफी मिलता-जुलता है
      मेरे unhealthy nuclear obsession को बढ़ाने का credit निश्चित रूप से इस game को दिया जा सकता है। buttons दबाकर देखना कि क्या होता है—मेरी यह बुरी आदत भी शायद यहीं से आई होगी
      [1] https://www.mobygames.com/game/62490/the-oakflat-nuclear-pow...

  • मैं पूर्व अमेरिकी नौसेना पनडुब्बी रिएक्टर ऑपरेटर हूँ
    भाप output को adjust करने वाला हिस्सा थोड़ा अजीब लगा। पनडुब्बी में propulsion के लिए इस्तेमाल होने वाली steam बाकी सभी steam loads पर इतनी हावी होती है कि उसे control करने के लिए अलग throttle operator होता है
    यह simulation simplified है, लेकिन बुरा नहीं है। हालांकि यह water-cooled और water-moderated reactor के कुछ वाकई दिलचस्प हिस्सों को छिपा देता है। सबसे दिलचस्प बात यह है कि पानी के negative temperature coefficient of reactivity की वजह से reactor में self-regulation होता है
    जब कोई Uranium-235 atom इधर-उधर घूम रहे neutron को absorb करता है, तो वह unstable होकर split होता है और और अधिक neutrons release करता है। इनमें से बहुत कम neutrons ही आसपास के Uranium-235 atoms द्वारा absorb होते हैं, और असल में यह अच्छी बात है। ज़्यादातर fuel से बाहर निकल जाते हैं और कुछ आसपास के पानी में bounce करते रहते हैं। इससे neutrons slow हो जाते हैं, और कुछ वापस fuel में लौटकर absorb होते हैं और अतिरिक्त fission कराते हैं
    उदाहरण के लिए, अगर 1,000 fissions हुए और उनसे निकले neutrons में से 800 दूसरे Uranium-235 में absorb हुए, तो सिर्फ 800 अतिरिक्त fissions होंगे। reaction खुद को sustain नहीं कर रहा, इसलिए reactor subcritical state में है
    अगर 1,000 fissions 1,200 neutron absorptions और reactions पैदा करते हैं, तो नतीजे में 1,200 fissions बनते हैं। fissions की संख्या बढ़ रही है, इसलिए reactor supercritical state में है
    अगर 1,000 fissions के परिणामस्वरूप 1,000 neutrons absorb होकर फिर 1,000 fissions पैदा करते हैं, तो reactor critical state में है। “reactor critical है” का मतलब है कि fissions की संख्या self-sustaining है और न बढ़ रही है, न घट रही है
    fuel में लौटने वाले neutrons की संख्या पानी की density बदलकर बदली जा सकती है। पानी जितना अधिक dense होगा, neutron के water molecules से टकराकर fuel की ओर लौटने की संभावना उतनी बढ़ेगी
    पानी की density temperature से बदलती है। पानी ठंडा हो तो अधिक dense होता है, और neutrons के fuel में लौटने की संभावना भी बढ़ती है
    पानी का temperature इस बात से बदलता है कि steam का अधिक या कम इस्तेमाल करके कितनी heat हटाई जा रही है
    सब मिलाकर, steam demand बढ़ने पर पानी से ज़्यादा heat निकाली जाती है। तब ठंडा पानी reactor में जाता है, और ठंडा पानी अधिक neutrons reflect करता है। neutrons बढ़ें तो fission बढ़ता है, और fission बढ़े तो heat बढ़ती है। heat बढ़े तो पानी गर्म होता है, जिससे fission की वृद्धि moderate हो जाती है और आखिरकार equilibrium बन जाता है
    output बहुत अधिक हो तो coolant temperature बढ़ता है और output घटता है। output बहुत कम हो तो coolant temperature घटता है और output बढ़ता है। इसलिए पानी एक बेहतरीन coolant और moderator है

    • मुझे पता है कि land-based और naval systems अलग होते हैं, लेकिन जब nuclear submarines दशकों से शानदार ढंग से काम करती आ रही हैं, तो यह बहुत अफसोस की बात है कि small modular reactors अभी तक व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं हो पाए
    • control rods को लेकर एक सवाल है। reactor चलाने के लिए क्या आम तौर पर control rods को पूरी तरह बाहर निकाल दिया जाता है? अगर वे आंशिक रूप से inserted हों, तो ऐसा लगता है कि नीचे वाले pellets ऊपर वालों से पहले consume होंगे और fuel unevenly burn होगा
      जानना चाहता हूँ कि क्या वास्तव में ऐसा होता है, और अगर हाँ, तो क्या यह ऐसी समस्या है जिसके mitigation उपाय हैं
    • ऐसी explanation सच में बहुत अच्छी है। सुंदर, elegant और फिर भी simple
      मुझे कई reactor designs की details देखे हुए दशकों हो गए। उस समय “control theory” जैसे concepts या “systems engineering” और “chemical engineering” जैसे fields से ठीक से परिचय नहीं था। यानी ऐसे fields जो energy और matter के simple laws और properties को combine करके robust, या कम से कम practical systems बनाते हैं
      मैंने Chernobyl accident और runaway, भारी मात्रा में water injection, boiling point के करीब की conditions, steam voids आदि के बारे में पढ़ा था, लेकिन temperature और density वाला point पहले कभी इस तरह समझ में नहीं आया था
      मुझे यह “सब कुछ कैसे आपस में जुड़ता है” वाली बात बहुत पसंद है। जब ऊपर से dry और lifeless laws जैसे दिखने वाली चीजें useful systems में बदलती हैं। भले ही teachers practical दिखने वाला homework दें, 15 साल की उम्र में कौन duck के वजन और witch के वजन की तुलना करके combustibility और witch-ness तय करने वाली problem में दिलचस्पी लेगा ;)
      यहाँ जिन laws की बात है, उनका मतलब matter और physical processes के simplified models से है, और वे models scale या frame of reference जैसी खास assumptions और premises के तहत valid होते हैं
    • “पानी ठंडा हो तो अधिक dense होता है और neutrons के fuel में लौटने की संभावना बढ़ जाती है” वाले हिस्से पर, मेरी याद के मुताबिक अधिक dense पानी neutrons को कम समय में thermalize करता है, इसलिए reactivity बढ़ती है
    • civilian reactors में refueling के तुरंत बाद moderator temperature coefficient positive होता है। इसलिए कुछ हफ्ते काफी interesting हो जाते हैं

  • आजकल यह पूरी तरह out of the blue लग सकता है, लेकिन जर्मन स्कूल में हमने सच में यह पढ़ा था। बहुत बारीक details तक नहीं, पर हर reactor type पर दो घंटे की class हुई थी
    अभी तक जो याद है वह यह कि आम तौर पर सिर्फ building shape देखकर reactor type पहचाना जा सकता है

  • बढ़िया। बचपन में मैंने जो शुरुआती शानदार simulation games खेले थे, उनमें Apple II के लिए Muse Software का Three Mile Island याद आ गया। उस simulation में mastery हासिल करने का एहसास उस समय वाकई जबरदस्त था
    Manual
    https://archive.org/details/ThreeMileIslandAppleIIManual
    Game. वैसे, view 7 में save/state reset खराब लगता है, इसलिए उससे बचना बेहतर है
    https://archive.org/details/a2_Three_Mile_Island_Special_Ver...

    • क्या वही game था जिसमें contamination रोकने के लिए heat exchanger और coolant circulation paths की मरम्मत करनी पड़ती थी?

  • इसी तरह की ZX81 version का video link है
    https://youtu.be/tB6CC8UbJLU

  • 12 साल के मेरे मन में सिर्फ एक ही मकसद था। इसे उड़ा देना
    कमबख्त safety systems ने मेरा मज़ा खराब कर दिया

    • मैंने भी सबसे पहले वही कोशिश की थी, और core meltdown की उम्मीद में excited था

  • मेरा पसंदीदा classic nuclear plant simulator Ralph Reuhl का SIMULA-C है। अभी मुझे सिर्फ यह report[1] मिल रही है, लेकिन C source code और MS-DOS executable दोनों publicly available थे
    पहले जब मुझे URL पता था, तब Wayback Machine .exe file तो ला पाती थी, लेकिन source archive नहीं ला सकी। क्या किसी को यह याद है? PDF के आखिर में screenshots हैं
    [1] https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:29043408

  • साफ-सुथरा है। लेकिन steam generator lever आखिर किस चीज़ को control करता है? नीचे वाला pump? Control rods तो diagram में move करती हैं, इसलिए वे ज्यादा स्पष्ट हैं

    • यह steam generator से होकर गुजरने वाले water flow rate को control करता है