Роботы, искусственный интеллект и трехмерные модели

Роботы, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), искусственный интеллект?(ИИ) и другие новые цифровые технологии, которые уже помогают в реализации проектов по выводу из эксплуатации ядерных объектов по всему миру, будут играть все более заметную роль в этой области, поскольку все больше стран решают демонтировать свои выведенные из эксплуатации ядерные объекты.

Для эффективного осуществления таких проектов и снижения рисков, в том числе финансовых и радиологических, страны обращаются к высокотехнологичным инструментам виртуальной реальности и трехмерного моделирования. Судя по всему, в ближайшие годы по мере постепенного вывода из эксплуатации нескольких стареющих атомных электростанций и других ядерных установок эта тенденция будет только усиливаться.

?Будь то не боящиеся радиации роботы, которые устраняют последствия аварий, таких, например, как авария на АЭС "Фукусима-дайити" в Японии, или технологии трехмерного моделирования, используемые для планирования демонтажных работ на закрытых электростанциях, отрасль вывода из эксплуатации ядерных объектов все чаще оказывается в авангарде технологических инноваций,?— говорит Михаил Чудаков, заместитель Генерального директора и руководитель Департамента ядерной энергетики МАГАТЭ.?—?Эти технологии позволяют получить важнейшие данные для планирования и реализации проектов, особенно в ситуациях, которые могут быть рискованными для людей, тем самым помогая обеспечить безопасное и эффективное выполнение этих работ?.

Во всех регионах мира передовые технологии применяются для решения уникальных проблем и продвижения проектов по выводу из эксплуатации. Одним из пионеров в этой области является норвежский Институт энергетических технологий (IFE), который в 2019?году стал центром сотрудничества МАГАТЭ, специализирующимся на поддержке деятельности МАГАТЭ и государств-членов в области цифровизации управления знаниями при выводе из эксплуатации ядерных объектов. IFE одним из первых начал использовать системы виртуальной реальности при выполнении работ по техническому обслуживанию и выводу из эксплуатации на ядерных объектах.

?Эти технологии, включая методы визуализации радиационного загрязнения, используются для обучения персонала, чтобы работники имели представление о радиологических условиях,?— говорит Иштван Шоке, руководитель исследовательских проектов в IFE.?—?Основная специализация IFE?— интеграция трехмерных цифровых моделей ядерных объектов с физическими моделями и элементами ИИ, включая модели радиационной физики с динамикой в реальном времени. Это означает, что за визуализацией радиационного загрязнения стоит реальная физика, а соответствующие модели могут рассчитать, например, уровни радиации на местности вблизи подлежащего демонтажу оборудования и визуализировать радиационное загрязнение в целях планирования и обучения?. В настоящее время эти методы получают все большее распространение при реализации программ вывода из эксплуатации, в том числе энергетических и исследовательских реакторов, а также при демонтаже установок топливного цикла.

IFE вносит вклад в развитие международного сотрудничества, направленного на создание модульных, интегрированных систем управления информацией, которые применялись бы на протяжении всего процесса вывода из эксплуатации. Это предполагает создание интегрированной системы на основе трехмерного сканирования и автоматизированного проектирования?(CAD) или создание моделей управления информацией о здании?(BIM), содержащих радиологические и другие данные. Такая модель управляет всей имеющейся информацией, интегрирована с моделями радиологической физики и другими системами, и объединяет их все в единую систему, которая обеспечивает принцип снижения радиологического риска до ?разумно достижимого низкого уровня??(ALARA).

Технологии цифрового и трехмерного моделирования также успешно использовались в проектах по выводу из эксплуатации в Италии и Словакии. Итальянская государственная компания ?Согин?, занимающаяся выводом установок из эксплуатации и обращением с радиоактивными отходами, использовала трехмерное моделирование при подготовке к демонтажу реакторов и обращении с образующимися отходами. Словацкая компания по атомной энергии и выводу из эксплуатации ?ЯВИС? применяла трехмерное моделирование при демонтаже компонентов энергетических реакторов?A1 и V1 АЭС ?Богунице?. Как и IFE, ?Согин? и ?ЯВИС?, будучи центрами сотрудничества МАГАТЭ со специализацией на выводе установок из эксплуатации и обращении с радиоактивными отходами, делятся своими знаниями и опытом с мировым ядерным сообществом.

Применение робототехники также набирает обороты. Эта технология помогает снизить риск для персонала, позволяя ему не приближаться к инструментам, используемым для манипуляций с компонентами, а также повысить эффективность, поскольку автономные и дистанционно управляемые роботы лучше справляются с работой в труднодоступных местах. Мобильные роботы с датчиками и трехмерными системами все чаще используются для сканирования объектов и сбора данных, которые могут быть использованы для построения трехмерных моделей. ?Одна из самых насущных задач, стоящих сейчас перед отраслью,?—?это использование искусственного интеллекта для создания на основе трехмерных изображений, которые сейчас очень легко получать путем сканирования, "умных" BIM-моделей,?—?говорит Шоке.?—?Смежная задача?— создание "цифровых копий" объектов, которые могут использоваться при выводе из эксплуатации сложных систем, а также для систематизации знаний об объекте на протяжении всего его жизненного цикла?.

В 2022?году МАГАТЭ объявило о начале реализации глобальной инициативы, направленной на повышение роли новых и прорывных технологий в выводе из эксплуатации ядерных объектов. Эта инициатива, совместный проект организаций, участвующих в планировании или реализации вывода из эксплуатации и сопутствующей исследовательской деятельности, направлена на распространение информации о новых и прорывных цифровых инструментах и технологиях, используемых в управлении данными, планировании, лицензировании и осуществлении вывода из эксплуатации.

?Цель проекта?— задействовать экспертные знания и опыт различных организаций, занимающихся выводом из эксплуатации, чтобы в полной мере реализовать потенциал новых и прорывных технологий?,?— говорит Елена Миколайчук, руководитель Отдела ядерного топливного цикла и технологии обращения с отходами МАГАТЭ. В 2025?году МАГАТЭ планирует опубликовать отчет, содержащий информацию о результатах проекта и об опыте, полученном в нескольких странах, с целью дальнейшей поддержки успешных проектов по выводу из эксплуатации по всему миру.