Специалисты НИЯУ МИФИ создали методику раннего обнаружения кризиса теплоотдачи — опасного явления, способного вызвать перегрев и выход из строя атомных реакторов или электроники. Разработка направлена на повышение безопасности и экономической эффективности АЭС, а также на защиту чипов от термических повреждений.
В основе подхода лежит анализ колебаний температуры теплоотдающей поверхности. Поскольку температуру тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) можно измерить только на исследовательских установках, ученые ищут корреляции с постоянно фиксируемыми параметрами — давлением и расходом теплоносителя. Это позволит создать универсальный диагностический инструмент.
Руководитель лаборатории теплогидравлики и физики кипения Кирилл Куценко отметил, что единой научной модели кипения не существует, однако для атомной энергетики этот вопрос критичен. В реакторах типа ВВЭР объемное кипение недопустимо, поскольку оно может спровоцировать кризис теплоотдачи — резкое ухудшение отвода тепла из-за запаривания ТВЭЛ, что грозит ростом температуры вплоть до расплавления.
На действующих АЭС подобные инциденты исключены за счет коэффициента запаса: реакторы работают ниже предела, то есть недогружены. По словам Куценко, даже небольшое увеличение мощности могло бы принести существенную прибыль, но для этого необходимы надежные контрольные инструменты. Конечная цель — программно-аппаратный комплекс, который в реальном времени будет предупреждать операторов о рисках закипания, а в перспективе — с использованием искусственного интеллекта. Методику уже протестировали на различных теплоносителях, от воды до жидкого азота. Она также применима для охлаждения сверхпроводящих магнитов в ускорителях и чипов в микроэлектронике.