В США работают над созданием цифрового двойника ядерного топлива
Американская компания General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) завершила предварительную разработку четырех индивидуальных рабочих моделей в поддержку своей технологии SiGA – композитного материала на основе карбида кремния, который является основой для разработки топливных стержней ядерных реакторов, способного выдерживать температуру до 2093°C, что примерно на 500°C превышает температуру плавления циркониевого сплава.
Это важный этап в рамках контракта с Министерством энергетики США на разработку «Цифрового двойника ядерного топлива» (Nuclear Fuel Digital Twin) – инструмента моделирования и имитации, предназначенного для ускорения процесса квалификации и лицензирования ядерного топлива для реакторных материалов текущего и следующего поколений.
Разработанные компанией GA-EMS модели отражают сложную механическую реакцию оболочки SiGA под воздействием облучения. Был применен многомасштабный подход к моделированию, где каждая отдельная модель охватывает различные масштабы длины – от микромодели на основе механизмов до модели уровня реакторной системы. В дальнейшей работе эти отдельные модели будут объединены в одну интегрированную, которая называется цифровым двойником.
По информации компании GA-EMS, цифровой двойник – это виртуальное представление ядерной топливной системы с покрытием SiGA. После завершения разработки он позволит прогнозировать производительность SiGA в активной зоне ядерного реактора, уменьшая затраты на разработку и испытания топлива и сокращая время, необходимое для получения разрешения регуляторных органов на эту революционную технологию, без ущерба для безопасности.
В июле этого года компания GA-EMS объявила, что изготовила первую партию полноразмерных 13,6-метровых композитных труб из карбида кремния SiGA, предназначенных для реакторов с водой под давлением. Ранее компания создала 15-сантиметровые стержни SiGA и 91-сантиметровые образцы оболочки, которые соответствуют строгим требованиям к ядерным реакторам и пройдут испытания на устойчивость к облучению в Национальной лаборатории Министерства энергетики США в Айдахо.