اقترح علماء أمريكيون خوارزمية تعتمد على الفيزياء قد تمكّن المفاعلات النووية الدقيقة من ضبط إنتاج الطاقة حسب الحاجة. تم تمويل البحث من قبل مكتب الطاقة النووية في وزارة الطاقة الأمريكية، بقيادة جامعة ميشيغان.

يمكن للمفاعلات النووية الدقيقة إنتاج ما يصل إلى 20 ميغاواط من الطاقة الحرارية، والتي يمكن استخدامها للتدفئة أو توليد الكهرباء. نظرًا لصغر حجمها، يمكن أن تكون مصدر طاقة فعال للمناطق النائية، والمنشآت العسكرية، وحتى السفن، كما يمكن دمجها في الشبكة الكهربائية لتوفير تدفق طاقة مستقر، لكن يجب ضبط إنتاج الطاقة لتلبية تغيرات الطلب على الشبكة. يمكن تشغيل المفاعلات الكبيرة يدويًا، لكن نشر أشخاص لتشغيل المفاعلات النووية الدقيقة في المناطق النائية قد يكون صعبًا أو غير عملي.

ركز فريق البحث بقيادة جامعة ميشيغان على مفاعلات الغاز عالية الحرارة (HTGR)، التي يمكن أن تتوسع من الحجم الدقيق إلى الوحدات الكبيرة، بناءً على تصميم مفاعل نووي دقيق من نوع HTGR يُعرف باسم Holos-Quad (Gen 2+).

وفقًا لبيان صحفي من الجامعة، استخدم فريق البحث طريقة التحكم التنبؤي بالنماذج (MPC)، التي تتنبأ بالسلوك المستقبلي وتحسن التحكم خلال فترة زمنية معينة ضمن قيود محددة. طوّر الفريق وحدة تحكم MPC لتحسين دوران أسطوانات التحكم حول النواة المركزية للمفاعل الدقيق، حيث يقلل التوجيه الداخلي من الطاقة، ويزيد التوجيه الخارجي منها. كما دمج الفريق مجموعة أدوات المحاكاة PROTEUS لضمان دقة النموذج في تمثيل تشغيل المفاعل النووي الدقيق.

وفقًا للبيان، عندما طُلب زيادة أو تقليل الطاقة بمعدل 20% في الدقيقة، تمكنت خوارزمية التحكم من الحفاظ على الهدف ضمن نسبة 0.234%.

نُشرت الدراسة في مجلة Progress In Nuclear Energy، ويمكن تحقيقها دون مساعدة الذكاء الاصطناعي، مما يعني أن التحكم الآلي في عمليات تتبع الحمل يعتمد على الفيزياء والرياضيات، مما يجعلها سهلة التفسير، وهي ميزة أساسية لاجتياز المراجعة التنظيمية.