У США працюють над створенням цифрового двійника ядерного палива

Американська компанія General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) завершила попередню розробку чотирьох індивідуальних робочих моделей на підтримку своєї технології SiGA – композитного матеріалу на основі карбіду кремнію, який є основою для розробки паливних стрижнів ядерних реакторів, здатного витримувати температуру до 2093°C, що приблизно на 500°C перевищує температуру плавлення цирконієвого сплаву. 

Це важливий етап у межах контракту з Міністерством енергетики США на розробку «Цифрового двійника ядерного палива» (Nuclear Fuel Digital Twin) – інструменту моделювання та імітації, призначеного для прискорення процесу кваліфікації та ліцензування ядерного палива для реакторних матеріалів поточного та наступного поколінь.  

Розроблені компанією GA-EMS моделі відображають складну механічну реакцію оболонки SiGA під впливом опромінення. Було застосовано багатомасштабний підхід до моделювання, де кожна окрема модель охоплює різні масштаби довжини – від мікромоделі на основі механізмів до моделі рівня реакторної системи. У подальшій роботі ці окремі моделі будуть об’єднані в одну інтегровану, яка називається цифровим двійником. 

За інформацією компанії GA-EMS, цифровий двійник – це віртуальне представлення ядерної паливної системи з покриттям SiGA. Після завершення розробки він дозволить прогнозувати продуктивність SiGA в активній зоні ядерного реактора, зменшуючи витрати на розробку та випробування палива і скорочуючи час, необхідний для отримання дозволу регуляторних органів на цю революційну технологію, без шкоди для безпеки. 

У липні цього року компанія GA-EMS оголосила, що виготовила першу партію повнорозмірних 13,6-метрових композитних труб з карбіду кремнію SiGA, призначених для реакторів з водою під тиском. Раніше компанія створила 15-сантиметрові стрижні SiGA і 91-сантиметрові зразки оболонки, які відповідають суворим вимогам до ядерних реакторів і пройдуть випробування на стійкість до опромінення в Національній лабораторії Міністерства енергетики США в Айдахо.