В Петербурге создали цифровую модель печи остекловывания ядерных отходов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 17 февраля. /ТАСС/. Первую в мире цифровую модель печи остекловывания высокоактивных радиоактивных отходов создали исследователи из Передовой инженерной школы "Цифровой инжиниринг" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (ПИШ СПбПУ). Как сообщили ТАСС в пресс-службе университета, разработка позволит инженерам быстрее, эффективнее и безопаснее планировать производственные циклы сложнейшего оборудования для утилизации ядерных отходов.

"Модель показывает, как перемещается стекломасса, как меняется температура в разных зонах и как оборудование реагирует на смену режимов. Это особенно важно для обеспечения эффективной работы такого сложнейшего оборудования, как печь остекловывания. Цифровая модель учитывает влияние сложных физических процессов, в том числе теплообмен, гидродинамику, электродинамику и т. д. Одновременный учет множества вводных параметров и их взаимодействие позволяет проводить сложнейшие исследования для оптимизации процесса остекловывания "в цифре", что дешевле и безопаснее, чем натурные испытания", - отметил ведущий инженер отдела кросс-отраслевых технологий Инжинирингового центра (CompMechLab) ПИШ СПбПУ Дмитрий Евстратов.

Для создания модели ученые использовали передовые методы компьютерного моделирования: методы конечных элементов и конечных объемов, дополненные алгоритмами машинного обучения и регрессионного анализа. Цифровая модель уже прошла валидацию - ее показатели сравнили с данными существующей опытной установки, расхождения по ключевым параметрам оказались минимальными.

Работы в этом направлении в СПбПУ ведутся несколько лет. В 2023 году команда исследователей разработала архитектуру будущего цифрового двойника - его подробный проект и систему математических и компьютерных моделей.

Разработка ведется по заказу ФГУП ПО "Маяк" (входит в ГК "Росатом") на базе цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench.

О технологии

Технология остекловывания - это мировой стандарт утилизации жидких радиоактивных отходов. Спекание в специальной печи при температуре выше 1 000 градусов превращает отходы в твердое стеклоподобное вещество. Такой подход решает две ключевые задачи: во-первых, сокращает исходный объем опасных материалов за счет удаления жидкой составляющей, а во-вторых, заключает их в химически устойчивую и долговечную форму, идеальную для безопасного хранения на протяжении длительного периода времени. Это наиболее эффективный и безопасный из существующих методов.