В 2026 году в структуре госкорпорации «Росатом» планируется ввести в эксплуатацию специализированный комплекс автоматизированного синтеза новых конструкционных материалов.
Разработка объединит в единый технологический контур цифровой расчёт свойств материалов, подбор их химического состава, управление процессом синтеза и получение физических образцов для всех последующих испытаний. Комплекс реализуется в рамках национального проекта технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии».
Единый цикл от расчета до образца
Ключевая идея комплекса – формирование замкнутой цепочки разработки. Искусственный интеллект на первом этапе анализирует большие объёмы данных для оптимизации составов, после чего напрямую управляет оборудованием синтеза. В результате исследователи получают физические образцы материалов-кандидатов без необходимости длительной подготовки.
Такой подход исключает разрыв между моделированием и получением материала, что традиционно занимало значительную долю времени при разработке новых сплавов.
Работу над проектом ведёт «Росатом наука», которая курирует научные направления внутри госкорпорации.
Требования реакторов нового поколения
Создание новых материалов технически необходимо для проектирования перспективных атомных реакторов. Современные требования к конструкционным материалам требуют работы уже на наноуровне. Перед учёными стоит задача добиться равномерной микроструктуры материала через точно контролируемые термодеформационные режимы, которые обеспечивают заданную структуру во всём сечении изделия. Ключевым целевым показателем является достижение размера упрочняющей фазы менее 25 нанометров – параметр, который планируется сделать отраслевым стандартом.
Проектируемые энергоблоки предполагают повышенные параметры эксплуатации и расчётный срок службы до 80 лет.
Материалы для активных зон, оболочек тепловыделяющих элементов и контуров теплоносителя должны выдерживать сочетание сверхвысоких температур, давления, химического воздействия и интенсивного нейтронного облучения на протяжении десятилетий непрерывной работы. Ускоренные методики с экспресс-оценкой радиационной стойкости позволяют сократить время аттестации новых сплавов и композитов, сохраняя при этом необходимый уровень безопасности.
Сокращение цикла разработки
Внедрение автоматизированного синтеза способно сократить время создания новых материалов с нескольких лет до месяцев. Классический метод подразумевал этапы теоретических расчётов, лабораторного подбора состава, пробных плавок и длительных испытаний. Цифровой контур объединяет эти стадии в единую и автоматизированную последовательность. Перебор тысяч комбинаций легирующих элементов из исследовательской задачи превращается в рутинную вычислительную и производственную операцию. Это позволит ускорить вывод на рынок новых марок стали, жаропрочных сплавов и композитных материалов.
Стратегическое значение
Проект встраивается в более широкую программу технологического суверенитета в области материаловедения. На форуме «Нейтроника – Теплофизика 2026» участники обсудили стратегию развития атомной энергетики и необходимость комплексных решений в создании новых материалов.
Разработки в области материаловедения критически важны не только для реакторных технологий. Полученные компетенции востребованы в авиационно-космической отрасли, нефтегазовом секторе, химической промышленности и других направлениях, где предъявляются повышенные требования к прочности, жаростойкости и устойчивости материалов.
Запуск комплекса автоматизированного синтеза станет очередным этапом развития направления «цифрового материаловедения». Ранее в 2025 году специалисты госкорпорации уже создали тестовые образцы новых материалов с использованием искусственного интеллекта, что подтвердило работоспособность подхода. Новый комплекс переведёт эти наработки в формат промышленной технологии, способной обеспечивать систематическое получение материалов-кандидатов для атомной энергетики и смежных отраслей промышленности.
Алексей Дуб - первый заместитель генерального директора учреждения «Росатом наука»Вопрос о том, на каком уровне мы должны работать сейчас с материалами – это нанометры. Наша активная задача – достичь размера упрочняющей фазы меньше, чем 25 нанометров и сделать это стандартом. Большое значение мы уделяем новым технологиям сварки. Например, переход на лазерную сварку может обеспечить минимальную зону термического влияния и равнопрочное соединение. Другое передовое направление – цифровое материаловедение. Искусственный интеллект вовлекает большие объёмы информации для оптимизации составов, а создаваемый в этом году комплекс автоматизированного синтеза позволит не только рассчитывать, но и сразу получать физические образцы для всех видов испытаний, быстро выходя на кандидатные материалы