Искусственный интеллект поможет создать новые радиационно-стойкие материалы для ядерной энергетики
Ученые из Всероссийского НИИ автоматики имени Н. Л. Духова и Университета МИСИС предложили прогнозировать возникновение дефектов в материалах ядерных реакторов с помощью новой модели на основе искусственной нейронной сети. Результаты полезны для создания материалов, устойчивых к облучению в течении длительного срока службы.
В оболочках тепловыделяющих элементов в ядерных реакторах в процессе эксплуатации образуются дефекты. Одной из основных проблем является радиационное распухание, то есть постепенное увеличение объема материала при облучении, что ухудшает его прочность и долговечность. Для оболочек тепловыделяющих элементов современных реакторов на быстрых нейтронах используют аустенитную жаропрочную сталь. Она должна сохранять свои механические свойства при высоких дозах излучения, при этом допустимая деформация ограничивается несколькими процентами.
Есть два «классических» подхода для предсказания радиационного распухания. Первый — эмпирические модели. Они надежны, но не универсальны, так как ограничены конкретными материалами и условиями. Второй метод — многомасштабное моделирование, учитывающее физические процессы на разных уровнях, от атомного до макроскопического. Он пока недостаточно точен для предсказаний в реальных условиях.
«Перспективным методом является машинное обучение. Искусственный интеллект может предсказать поведение материала, основываясь на составе стали и условиях облучения», — сказал эксперт лаборатории «Моделирование и разработка новых материалов» НИТУ МИСИС Павел Коротаев.
С помощью этого метода исследователи спрогнозировали полный профиль распухания при облучении быстрыми нейтронами в зависимости от дозы радиации, температуры в реакторе и состава стали.
«Ранее полный “купол” распухания с помощью машинного обучения никто не предсказывал. Чтобы обучить нашу модель, мы рассмотрели десятки материалов, которые могут распухать до 50 процентов. В результате мы можем предсказывать распухание с высокой точностью. Это помогло выяснить, как различные легирующие материалы влияют на радиационную стойкость. Например, такие элементы, как никель, титан, фосфор, кремний и углерод, уменьшают распухание, но до определённого предела», — добавил Павел Коротаев.
В будущем ученые планируют расширить возможности модели в области прогнозирования.
Подробности исследования опубликованы в научном журнале Computational Materials Science (Q1). Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно