Группа российских материаловедов разработала новый метод, позволяющий с высокой точностью прогнозировать появление дефектов в стальных конструкциях на атомных электростанциях (АЭС) под воздействием быстрых нейтронов. Эта разработка, представление о которой было озвучено пресс-службой НИТУ МИСИС, направлена на создание более устойчивых материалов для длительного использования в условиях радиационного облучения.
Учёные обучили нейросеть на основе анализа десятков материалов, способных «распухать» до 50% под воздействием нейтронного потока. Это позволило создать модель, которая точно предсказывает «распухание» и помогает оценить влияние различных легирующих элементов на радиационную стойкость стали. По словам Павла Коротаева, эксперта НИТУ МИСИС, элементы, такие как никель, титан, фосфор, кремний и углерод, снижают «распухание» стали, однако только до определённого предела.
Данная разработка решает одну из самых серьёзных проблем эксплуатации ядерных реакторов. В процессе их работы оболочка тепловыделяющих элементов, загруженных в реактор, подвергается воздействию излучения, что приводит к её «распуханию», снижению прочности и долговечности. Это ограничивает срок службы конструкций из жаропрочной аустенитной стали, использующихся в АЭС.
С помощью новой системы искусственного интеллекта, точность прогнозов которой достигает 98,9%, учёные могут оценивать, как нейтронное облучение влияет на стальные конструкции в разных температурах и составах материалов. В процессе разработки были использованы данные, полученные при исследовании более 1,1 тыс. образцов стали, подвергнутых облучению. Эти расчёты помогут в дальнейшем подобрать оптимальные материалы для изготовления оболочек ТВЭЛ и других компонентов ядерных реакторов.