Когда отцы-основатели развивали Атомный проект, компьютеров еще не было. Более того, даже первую АЭС запускали без «помощи» вычислительных машин. Первые ЭВМ появились лишь в 1960-1970-х годах. С тех пор мы прошли огромный путь.
ЭВМ «Карат»
Электронная вычислительная машина «Карат» стала первой вычислительной машиной для реакторной установки. Ее создавали для реактора АМБ-200 Белоярской АЭС, второй промышленной атомной станции в СССР. Вместе с АМБ-100 эти реакторы были эволюционными «наследниками» реактора АМ-1 Обнинской АЭС.
Название ЭВМ «Карат» расшифровывается как «Комплексная Автоматизация Реактора Атомного». У нее была ламповой элементная база, а не микросхемы, как у современных компьютеров. И она была огромна — занимала несколько больших залов.
«Цифровая система для БАЭС проектировалась в основном как чисто информационная система, отображающая состояние реактора и оборудования без функций управления (кроме положения графитовых стержней). Но она контролировала все параметры работы реактора, все действия операторов на пульте управления и, выполняя распечатку всего этого на опломбированном телетайпе, выполняла функцию черного ящика», — рассказал один из разработчиков «Карата» Юрий Маслеников.
СЦК «Скала»
Когда в конце 1960-х годов появились реакторы РБМК, перед разработчикам «Карата» поставили задачу создания новой вычислительной системы. Так спустя несколько лет появилась система централизованного контроля «СКАЛА».
СЦК «СКАЛА» состояла из управляющего вычислительного комплекса УВМ «В-3М» и комплекса оборудования связи системы с объектом. В отличие от ЭВМ «Карат», эта управляющая вычислительная машина уже должна была «в масштабе реального времени осуществляли обработку реальных сигналов сложных электротехнических комплексов и управление этими комплексами».
Комплекс принимал цифровые и аналоговые сигналы, обрабатывал информацию, показывал ее персоналу и отдавал приказы другим устройствам системы. Сперва СЦК «СКАЛА» внедрили на Ленинградской АЭС, а потом и на всех АЭС с реакторами РБМК. Позже появились более усовершенствованные «СКАЛА-микро».
И для реакторов, и для космоса
Помимо мощных вычислительных устройств на АЭС вскоре начали применять и мини-ЭВМ класса СМ, что расшифровывается как «система малых». Такие же небольшие устройства, кстати, использовались в космических исследованиях. В частности, для обработки радиолокационных изображений поверхности планеты Венера. А на Земле они помогали управлять реакторами ВВЭР.
На ЭВМ СМ-2М осуществлялись расчеты, касающиеся систем внутриреакторного контроля. Также на них можно было рассчитывать изотопный состав топливо. При этом они действительно были «малышами»: 256 Кб оперативной памяти, разбитой на четыре раздела по 64 Кб, и два процессора. Многие современные научные калькуляторы и то мощнее!
«ГЕФЕСТ»
Для реакторов на быстрых нейтронах понадобились новые цифровые решения. Комплекс программ трехмерных нейтронно-физических расчетов «ГЕФЕСТ» был разработан для обоснования безопасной эксплуатации быстрых натриевых реакторов с урановым и уран-плутониевым топливом. Комплекс разработали в преддверии строительства БН-600.
«ГЕФЕСТ» позволил комплексно исследовать состояние реактора: мощность тепловыделяющих сборок, линейную мощность тепловыделяющих элементов, скорость реакции деления и захвата, плотность потока нейтронов.
Разработчики продолжают модифицировать систему. Так новую версию «ГЕФЕСТа» создали для БН-800. Также на нем испытывали нитридное топливо в рамках проекта «Прорыв».
А что сегодня?
С момента реализации Атомного проекта отечественные ученые накопили огромные объем математических вычислений и данных. Весь этот научно-технический потенциал лег в основу постепенной цифровизации и автоматизации атомной отрасли.
Современные атомщики используют ИТ-решения на всех этапах: от математического моделирования физических процессов до роботизации документооборота.
Цифровые решения помогают разрабатывать новые материалы для атомной сферы, проектировать реакторы нового поколения, упроавлять жизненным циклом изделий в промышленности. Внедряются сервисы со встроенными технологиями искусственного интеллекта: генеративными ИИ, предиктивной аналитикой и компьютерным зрением.
Читайте подробнее об истории цифровых продуктов в российской атомной отрасли в журнале «Вестник Атомпрома».
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.