Главная » Наука » Российские ученые создают виртуальный ядерный реактор

Российские ученые создают виртуальный ядерный реактор

  • Один за всех
  • Зачем “двойник” студенту
  • Цифровые разработки НИЯУ МИФИ

Визуализация распределения потока нейтронов в уран-водной подкритической сборке© Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИ

Специалисты Национального исследовательского ядерного университета “МИФИ” (НИЯУ МИФИ) внедряют в образовательный процесс цифровые двойники – виртуальные копии объектов использования атомной энергии. Ученые рассказали, что это не только позволяет студентам вуза более подробно изучать опасные ядерные объекты, но и помогает более эффективно организовать работу в любой сфере: от бизнеса до строительства. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Один за всех

Цифровые двойники способны показывать невидимые в реальности внутренности объектов и визуализировать физические процессы, протекающие в них, объяснили эксперты. С виртуальной копией физического объекта могут работать представители разных специальностей, программа должна это учитывать. Например, виртуальный аналог объекта может помочь предпринимателю оптимизировать эффективность бизнеса, предприятиям быстрее обнаружить неполадки в оборудовании, а строителю возвести сложный объект. Кроме того, хороший цифровой двойник умеет комплексно анализировать поведение реального объекта не только в привычных условиях работы, но и при необычных сценариях развития событий.

Важнейшим преимуществом такой технологии становится ее доступность из любой точки мира, подключение к цифровому двойнику по интернет-каналам достаточной пропускной способности, отметили ученые.

“Вместо установки сложных лабораторных стендов в удаленных вузах мы сможем помочь им организовать проведение виртуальных лабораторных работ, при выполнении которых действия студентов будут близки к действиям в реальной лаборатории. Комплексные цифровые двойники сложных инженерных объектов могут быть использованы не только в процессе высшего образования, но и как база тренингов оперативного персонала в режиме дополнительной подготовки. Кроме того, данный проект может широко использоваться для популяризации научных знаний, научного туризма и для повышения заинтересованности учащейся молодежи современными цифровыми технологиями”, – рассказал заместитель директора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ Георгий Тихомиров.

Визуализация радиационного фона в помещении уран-водной подкритической сборки1 из 3Визуализация радиационного фона в помещении уран-водной подкритической сборки© Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИРеакторный зал ИРТ МИФИ в виртуальной реальности  2 из 3Реакторный зал ИРТ МИФИ в виртуальной реальности © Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИВид на активную зону реактора ИРТ МИФИ3 из 3Вид на активную зону реактора ИРТ МИФИ© Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИ1 из 3Визуализация радиационного фона в помещении уран-водной подкритической сборки© Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИ2 из 3Реакторный зал ИРТ МИФИ в виртуальной реальности © Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИ3 из 3Вид на активную зону реактора ИРТ МИФИ© Лаборатория виртуальной реальности ИЯФиТ НИЯУ МИФИ

Зачем “двойник” студенту

Сегодня в НИЯУ МИФИ разрабатывают комплексный цифровой двойник учебного ядерного реактора (ИРТ МИФИ). Наличие установки подобного масштаба в московском вузе уникально, однако условия действия текущей лицензии на эксплуатацию не позволяют использовать ее в полном объеме. В такой ситуации студенты вынуждены реализовывать часть практики “в тетрадке”.

“В большинстве вузов страны, даже производящих целевую подготовку специалистов для “Росатома”, выполнить лабораторную работу и экспериментальное исследование по нейтронной или реакторной физике в принципе невозможно из-за отсутствия установок. При этом практика на предприятиях атомной отрасли, как показала пандемия, не всегда может быть проведена в полном объеме. Естественно, такое положение вещей затрудняет формирование нужных компетенций у выпускников. Невозможно, чтобы все профильные вузы были укомплектованы подкритическими стендами и ядерными реакторами, а виртуальные ядерные установки можно будет легко внедрить в учебный процесс”, – рассказал Тихомиров.

Виртуальный аналог реактора, по словам ученых, даст возможность делать то, чего нельзя сделать на настоящем объекте. Например, увеличивать мощность и смотреть, как это повлияет на характеристики реактора; заменять элементы оборудования; подключать или отключать различные устройства. Работа с цифровым двойником также позволит разработать образовательные продукты, принципиально невозможные ранее – лабораторные работы по действиям в чрезвычайных ситуациях и устранению их последствий, по виртуальному управлению реактором, его ремонту и другие.

Цифровой двойник: виртуальный клон, упрощающий производство - РИА Новости, 1920, 11.09.202111 сентября, 12:00Мы все умрём. Но это не точноЦифровой двойник: виртуальный клон, упрощающий производствоЕсли раньше, чтобы выпустить на рынок авто, нужно было разбить 100 опытных образцов, то сегодня достаточно трёх. Остальные 10000 краш-тестов проводят виртуально – на цифровом двойнике. Что это? Чем отличается от цифровой тени? В каких отраслях промышленности он приносит наибольшую пользу? Почему он сокращает з/п и рабочие места – и это даже хорошо?

Цифровые разработки НИЯУ МИФИ

Сегодня важной задачей НИЯУ МИФИ является подготовка кадров атомной отрасли, разбирающихся в современных цифровых технологиях, отмечают эксперты. Для этого в 2017 году в университете была создана Высшая инжиниринговая школа для подготовки инженеров цифрового будущего, а также разворачивания полигонов тестирования новых решений для цифрового бизнеса. Еще одним важным шагом стало открытие в 2018 году Лаборатории виртуальной и дополненной реальности.

При этом опыт разработки математических моделей физических процессов в объектах использования атомной энергии в НИЯУ МИФИ насчитывает несколько десятилетий. По словам представителей вуза, математические модели физических процессов, протекающих на ядерных объектах, разработанные учеными университета, широко используют в атомной отрасли.

"Объединение потенциалов коллективов, занимающихся проектированием, моделированием физических процессов и представлением трехмерных моделей в виртуальной реальности позволило ставить амбициозные задачи по разработке виртуальных аналогов и цифровых двойников сложных инженерных объектов", – рассказал Тихомиров.

Он также отметил, что в рамках данного подхода уже разработаны виртуальные аналоги подкритических и критических стендов и комплекс лабораторных работ. К разработкам цифровых двойников в вузе активно привлекают студентов и аспирантов, которые осваивают и развивают современные цифровые технологии не только в рамках учебных курсов, но участвуя в реальных проектах.

Источник

Оставить комментарий