В Московском инженерно-физическом институте разработали метод диагностики перегрева реакторов и чипов

В последнее время коллектив лаборатории теплофизики и физики кипения Московского инженерно-физического института (МИФИ) предложил метод ранней диагностики кризиса теплообмена, основанный на анализе флуктуаций температуры теплоотводящей поверхности, который позволяет осуществлять точное прогнозирование до возникновения опасных явлений кипения, тем самым значительно повышая безопасность и экономическую эффективность АЭС.

Как известно, при эксплуатации водо-водяных энергетических реакторов (ВВЭР) и других реакторов с водой под давлением объёмное кипение в активной зоне реактора может легко вызвать кризис теплообмена и привести к расплавлению топливных элементов, поэтому действующие АЭС обычно применяют консервативную стратегию работы с недогрузкой. Заведующий лабораторией Кирилл·Куценко (Kirill Kutsenko) отметил, что в данном исследовании путём установления корреляции между давлением, расходом и температурными флуктуациями теплоносителя создан универсальный диагностический инструмент для оперативного определения режима течения и кипения теплоносителя; в дальнейшем планируется объединить технологию искусственного интеллекта для создания программно-аппаратного комплекса, который будет служить советником для операторов АЭС в режиме реального времени.

Данная диагностическая технология обладает высокой межотраслевой универсальностью и уже прошла верификацию в средах с различными теплоносителями — от воды до жидкого азота. Помимо обеспечения безопасности мониторинга для повышения эксплуатационной мощности традиционных АЭС на несколько процентных пунктов, данная теория может быть непосредственно распространена на быстрые реакторы с жидкометаллическим теплоносителем (натрий, свинец, висмут) проекта «Прорыв» Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» (Rosatom), на охлаждение сверхпроводящих магнитов крупных ускорителей частиц, а также на системы жидкостного охлаждения чипов с высокой плотностью мощности в микроэлектронике.

В настоящее время научный коллектив активно работает над разработкой высокоскоростного программного обеспечения и специализированных приборов для содействия коммерциализации данной системы раннего предупреждения в атомной энергетике и микроэлектронике. Благодаря переходу от «постфактумного мониторинга» к «упреждающему прогнозированию» кризиса теплообмена данное достижение устанавливает новый технический ориентир для безопасности и эффективности эксплуатации устройств с высокой плотностью энергии.