Исследователи из России создали новые марки стали, обладающие оптимальными характеристиками для производства различных компонентов ядерных реакторов и других установок атомной энергетики. Эти сплавы позволят улучшить механические свойства корпусов атомных реакторов, сообщает Центр научной коммуникации МФТИ.
«В нашей работе мы осуществили полный цикл поиска новых материалов: сбор базы данных, обучение моделей машинного обучения, разработка эволюционного алгоритма для поиска новых сталей и самое главное — экспериментальная верификация найденных соединений. Подобные циклы проводятся крайне редко, и в результате получены новые стали с улучшенными характеристиками»,— рассказал заведующий лабораторией компьютерного дизайна материалов МФТИ Иван Круглов.
Как подчеркивают исследователи, для создания корпуса и многих других компонентов атомных электростанций в основном применяются специальные марки стали, содержащие хром, никель, молибден и ванадий. Эти сплавы обладают высокой стойкостью и прочностью в широком диапазоне условий, что необходимо для гарантии безопасности работы АЭС даже в экстремальных ситуациях.
Российские физики разработали систему ИИ на основе алгоритмов машинного обучения, которая позволяет создавать новые виды этих марок стали и подбирать оптимальное соотношение их компонентов, что улучшает механические характеристики сплавов. Для ее создания специалисты из ВНИИА имени Духова и МФТИ собрали обширную базу данных по сталям, которая включает 294 состава и более 4 000 наборов данных по их механическим свойствам и параметрам термообработки.
Система ИИ функционирует следующим образом — сначала в алгоритме генерируется первое поколение сталей случайным образом, которые затем подвергаются небольшим изменениям в результате «мутаций» и участвуют в «скрещивании», комбинируя свойства нескольких перспективных вариантов стали. Для повышения точности расчетов свойств сталей ученые ввели в алгоритм обучения микроструктурные параметры, что позволило ИИ «запоминать» и использовать более сложные закономерности.
В ходе последующих испытаний система ИИ предложила пять составов сталей, которые превосходят по механическим свойствам уже существующие марки. Ученые синтезировали эти сплавы и выяснили, что новые стали обладают высоким пределом длительной прочности, ударной вязкости и пределом текучести. Благодаря этому, материалы, разработанные с помощью ИИ, являются особенно перспективными для создания более надежных корпусов реакторов, подытожили исследователи.
Фото: hi-tech.mail.ru