Специалисты госкорпорации «Росатом» в 2025 году создали тестовые образцы новых материалов, используя искусственный интеллект для их быстрого автоматизированного синтеза.
Об этом в своём годовом отчёте сообщила компания «Атомэнергопром». Проект демонстрирует переход к использованию нейросетей для решения прикладных физических и химических задач высокой сложности.
От проекта к физическим образцам
Специалистами компании был разработан эскизный проект технологической линии автоматизированного синтеза новых материалов с применением ИИ. Инженеры не ограничились только цифровым моделированием: были проведены полноценные испытания на макетах основных узлов будущей производственной линии. Это позволило подтвердить работоспособность аппаратной части до полноценного запуска промышленного комплекса.
Ключевую роль в процессе играет нейросетевой алгоритм, который берет на себя функции исследователя. Искусственный интеллект самостоятельно подбирает оптимальный состав и кристаллическую структуру перспективных материалов, после чего напрямую управляет оборудованием для их синтеза. После создания образца система автоматически тестирует его свойства, формируя замкнутый цикл: гипотеза, производство, проверка и корректировка параметров – причём без постоянного участия человека.
Мощь вычислений, меняющая правила игры
Главное преимущество внедрения ИИ в материаловедение – колоссальный выигрыш во времени. Разработанная технология позволит создавать и тестировать до десяти уникальных составов конструкционных материалов в сутки. Традиционные методы исследований требуют недель или месяцев на подготовку, синтез и лабораторный анализ каждого нового образца. Автоматизированная линия же ускоряет этот процесс примерно в 50 раз.
Такая производительность радикально меняет экономику научно-исследовательских работ. Если раньше поиск оптимального сплава с заданными характеристиками мог занимать годы, то теперь перебор тысяч комбинаций легирующих элементов становится рутинной вычислительной и производственной задачей. Особенно важно это при разработке материалов для работы экстремальных условиях: при сверхвысоких температурах, химическом воздействии или интенсивном нейтронном облучении.
Зачем это нужно атомной энергетике
Атомная отрасль исторически является главным драйвером развития передового материаловедения. Конструкционные материалы для активных зон реакторов, оболочек тепловыделяющих элементов и контуров теплоносителя должны обладать уникальным набором свойств. Они не должны разрушаться под воздействием радиации, разбухать или терять прочность на протяжении десятилетий непрерывной эксплуатации.
Создание автоматизированных линий синтеза позволяет «Росатому» существенно сократить время вывода на рынок новых марок стали и композитов.
Это влияет на безопасность и экономическую эффективность, как действующих станций, так и перспективных проектов, включая реакторы на быстрых нейтронах и замкнутого ядерного топливного цикла. Чем совершеннее материалы, способные выдерживать высокие нагрузки, тем выше КПД и безопасность энергоблоков.
Влияние на смежные отрасли
Разработка велась в интересах атомной промышленности, но её потенциал выходит далеко за пределы энергетики. Новейшие конструкционные материалы востребованы также в авиационно-космической отрасли, где каждый грамм веса и каждая степень рабочей температуры двигателя имеют решающее значение. Автоматизированный синтез позволяет находить оптимальное соотношение между прочностью, жаростойкостью и массой деталей.
Технологии, отработанные на макетах основных узлов, могут быть адаптированы для фармацевтики и тонкой химии. Подобные разработки создают задел для появления в России целого класса компаний, предоставляющих услуги высокопроизводительного скрининга и синтеза веществ на заказ.
Взгляд в будущее
Интеграция ИИ в исследовательские и производственные процессы является самым сложным, но также и самым перспективным направлением развития искусственного интеллекта.
Успех «Росатома» доказывает, что российские инженеры способны создавать новейшие аппаратно-программные комплексы. В условиях глобальной технологической конкуренции возможность ускорять цикл научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в десятки раз становится вопросом сохранения технологического суверенитета страны.
Евгений Абакумов - директор по информационным и цифровым технологиям государственной корпорации «Росатом»Благодаря высокой скорости вычислений, системы искусственного интеллекта значительно снижают нагрузку на вычислительные мощности при проведении сложных расчетов. Особенно значим вклад ИИ в компьютерное материаловедение – он ускоряет моделирование и оптимизацию материалов с заданными свойствами по аналогии с фармацевтическим синтезом