В НИЯУ МИФИ успешно прошел демонстрационный пуск виртуального ядерного реактора, представляющего собой цифровой двойник находящегося на территории университета исследовательского реактора ИРТ МИФИ. Разработка цифрового реактора реализована при поддержке программы Приоритет-2030.
На демонстрационном пуске присутствовали сотрудники НИЯУ МИФИ, участвующие в разработке цифрового двойника ИРТ, и студенты Белорусского государственного университета, которые проходят в нашем университете ежегодную практику. Гости из Беларуси смогли увидеть работу оператора реактора за пультом и задать вопросы. Пояснения студентам давали разработчики цифрового двойника под руководством заместителя директора ИЯФиТ профессора Георгия Тихомирова.
Роль оператора выполнял инженер ИЯФиТ Павел Кирюхин, работавший в шлеме виртуальной реальности. Это позволяло ему находиться как бы внутри пультовой реактора, его движения точно отражали действия оператора. Поворачивая голову, оператор мог продемонстрировать собравшимся на экране компьютера не только помещение пультовой и показания приборов, но и черенковское свечение над активной зной виртуального реактора при достижении номинальной мощности.
Пуск реактора проходил в полном соответствие с установленным для ИРТ МИФИ регламентом. Собравшиеся могли наблюдать за изменением показателей приборов на пульте. При этом два раза оператор специально допускал ошибки, чтобы продемонстрировать сброс стержней аварийной защиты.
Работа виртуального реактора основана на математических моделях, которые были валидированы с помощью данных, полученных за 40 лет эксплуатации реактора ИРТ МИФИ.
Над созданием цифрового двойника реактора в настоящее время работают несколько научных групп. Специалисты лаборатории виртуальной и дополненной реальности и кафедры теоретической и экспериментальной физики ядерных реакторов разрабатывают математические модели происходящих внутри реактора физических процессов и проектируют сценарии эксплуатации виртуального реактора. Эксплуатационный персонал ИРТ МИФИ осуществляет консультативную помощь. Сотрудники Высшей инжиниринговой школы взяли на себя создание геометрических моделей всех материальных элементов реактора.
По мнению Георгия Тихомирова, созданный цифровой двойник представляет собой тренажер нового поколения, разработку, эксплуатацию, а самое главное – масштабирование которого можно осуществлять дешевле и быстрее, чем в случае традиционных полномасштабных тренажеров «в металле». В частности, на виртуальном тренажере сравнительно легко организовать дистанционную работу.
В 2023 году для цифровой установки будут разработаны цикл лабораторных работ и учебные материалы, предполагающие различные сценарии работы исследовательского реактора. При этом запланировано рассмотрение не только режимов нормальной эксплуатации, но и экстремальных ситуаций, связанных с отказом оборудования. В перспективе намечено создание виртуальной ядерной установки, которую можно будет использовать не только в образовательных, но и в исследовательских целях.