Ученые МИФИ рассказали, как прогнозировать «закипание» реакторов и чипов

Специалисты ядерного университета МИФИ разработали программу ранней диагностики теплоотдачи, которая позволяет повысить безопасность и экономическую эффективность атомных станций, а также предотвратить выход из строя электроники.

По словам руководителя лаборатории теплогидравлики и физики кипения университета Кирилла Куценко, физическое понимание процесса кипения очень важно для атомной энергетики. В водо-водяных энергетических реакторах объемное кипение может быть опасным, поскольку оно приводит к кризису теплоотдачи. При большом количестве центров парообразования на поверхности образуется паровая пленка. Она работает как теплоизолятор, не давая теплоносителю контактировать с нагревателем. В результате тепловыделяющий элемент может перегреться и разрушиться.

- Это очень опасное явление, когда в активных зонах атомных реакторов происходит резкое ухудшение теплоотдачи за счет запаривания тепловыделяющего элемента, - говорит Кирилл Куценко. - Температура нагревателя будет резко расти вплоть до его расплавления.

Сегодня на атомных электростанциях риск роста температуры нагревателя практически исключен из-за «коэффициента запаса»: реакторы работают не на пределе своих возможностей. Однако это приводит к тому, что станции недогружены.

Ученые МИФИ предложили методику, позволяющую прогнозировать опасные явления в атомных реакторах до момента их возникновения. В отличие от привычного метода, когда температуру поверхности тепловыделяющего элемента измеряют только на исследовательских сборках, в методе исследователей давление и расход теплоносителя измеряются постоянно.

Разработка уже прошла проверку на различных теплоносителях, включая жидкий азот и воду. Конечная цель ученых - создание программно-аппаратного комплекса, который станет «советчиком» для оператора АЭС. Система должна работать в режиме реального времени, предупреждая о рисках закипания. В перспективе ученые планируют использовать для этого технологии искусственного интеллекта.

Мона Платонова.

Фото сгенерировано ИИ