Специалисты НИЯУ МИФИ разработали методику ранней диагностики кризиса теплоотдачи, которая повысит безопасность и экономическую эффективность АЭС, а также поможет предотвращать выход из строя электроники. Метод основан на анализе флуктуаций температуры теплоотдающей поверхности и позволяет прогнозировать опасные явления до их возникновения.
В основе подхода, предложенного учёными МИФИ, лежит анализ колебаний температуры поверхности, отводящей тепло. Главное преимущество метода — способность предсказывать опасные процессы ещё до того, как они начнутся. Температуру поверхности тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) измеряют только на исследовательских сборках, тогда как давление и расход теплоносителя фиксируются всегда. Исследователи ищут корреляции между этими параметрами и температурой, чтобы в итоге получить универсальный диагностический инструмент.
Для атомной энергетики понимание процессов кипения критически важно. Как пояснил руководитель лаборатории теплогидравлики и физики кипения Кирилл Куценко, общепризнанной модели кипения в науке до сих пор нет. В реакторах типа ВВЭР объёмное кипение недопустимо: оно ведёт к кризису теплоотдачи — резкому ухудшению отвода тепла из-за запаривания тепловыделяющего элемента, когда температура нагревателя растёт вплоть до расплавления. На реальных АЭС таких инцидентов не происходит благодаря коэффициенту запаса: реакторы работают несколько ниже своих возможностей, то есть станции недогружены. Повышение мощности даже на несколько процентов принесло бы большую прибыль, но для этого нужны надёжные инструменты контроля.
Конечная цель разработок МИФИ — программно-аппаратный комплекс, который станет «советчиком» для оператора АЭС: система должна работать в реальном времени и предупреждать о рисках закипания, а в перспективе для этого планируют задействовать технологии искусственного интеллекта. Хотя методика создавалась для атомной энергетики, она применима и к другим жидкостям. В проекте «Прорыв» Росатома используются жидкометаллические теплоносители — натрий, свинец, висмут, которые не должны закипать. Теория МИФИ актуальна и для охлаждения сверхпроводящих магнитов в больших ускорителях, и для микроэлектроники, где жидкостное охлаждение чипов помогает повышать производительность.
Разработка уже прошла проверку на различных теплоносителях — от воды до жидкого азота. В планах научного коллектива — создание быстродействующего программного обеспечения и специального прибора, который выведет безопасность и экономическую эффективность энергонапряжённого оборудования на новый уровень.
Ранее «Газпром нефть» показала, что скрывает Баренцево море. Муравьиная логика для роя дронов: российские ученые придумали, как управлять машинами без центра.