В МИФИ создали методику предсказания перегрева реакторов и чипов
Специалисты НИЯУ МИФИ разработали метод для ранней диагностики кризиса теплоотдачи, что повысит безопасность и экономическую эффективность атомных станций, а также предотвратит выход из строя электроники. Об этом сообщает Самара онлайн 24.
Ученые предложили метод, основанный на анализе флуктуаций температуры теплоотдающей поверхности. Основное преимущество заключается в способности предсказывать опасные события до их возникновения. В отличие от температуры поверхности ТВЭЛ, которая измеряется только на исследовательских сборках, давление и расход теплоносителя фиксируются постоянно. Исследователи ищут корреляции между этими параметрами и температурой для создания универсального диагностического инструмента.
Кирилл Куценко, руководитель лаборатории теплогидравлики и физики кипения, отметил, что в науке отсутствует общепризнанная модель кипения. Однако для атомной энергетики понимание этого процесса крайне важно, так как в реакторах типа ВВЭР объемное кипение недопустимо, поскольку может привести к кризису теплоотдачи. Это явление характеризуется резким ухудшением теплоотдачи из-за запаривания тепловыделяющего элемента, что может вызвать резкий рост температуры вплоть до расплавления.
По словам ученого, на действующих АЭС такие инциденты не происходят благодаря коэффициенту запаса: реакторы работают ниже своих предельных возможностей, что означает их недогрузку. Куценко считает, что даже небольшое увеличение мощности могло бы принести значительную прибыль, но для этого необходимы надежные контрольные инструменты.
Авторы исследования уверены, что флуктуации температуры содержат ценную информацию о режимах теплообмена, позволяя определять не только режимы течения теплоносителя, но и его закипание, а также возникновение кризиса теплоотдачи в реальном времени.
Конечной целью разработок МИФИ является создание программно-аппаратного комплекса, который будет служить "советником" для операторов АЭС. Система должна функционировать в реальном времени, предупреждая о рисках закипания. В будущем предполагается использование технологий искусственного интеллекта.
Хотя методика разрабатывалась для атомной энергетики, она может быть применена и в других областях. Например, в проекте "Прорыв" Росатома используются жидкометаллические теплоносители, которые не должны закипать. Тем не менее, теория МИФИ может быть применима к любым жидкостям, включая те, что используются для охлаждения сверхпроводящих магнитов в больших ускорителях. Также разработка актуальна для микроэлектроники, где охлаждение чипов специальными жидкостями может повысить их производительность.
Разработка уже была протестирована на различных теплоносителях, от воды до жидкого азота. Научный коллектив планирует создать быстродействующее программное обеспечение и специальный прибор, который повысит безопасность и экономическую эффективность энергонапряженного оборудования.
