Rosatom presented at the Future Technologies Forum a unique development for the creation of new materials in the interests of industry
Автоматизированное решение позволяет в сжатые сроки конструировать целевые составы материалов с заданными свойствами под конкретные задачи промышленности
Учёные «Росатома» представили на выставке Форума будущих технологий – 2025 в Москве уникальную разработку – управляемую технологию синтеза новых материалов. Демонстрируемый экспонат показывает, как эта технология позволяет создавать изделия любой геометрической формы и при этом, создавать сам материал изделия и его структуру. Такой подход существенно сокращает время конструирования целевого состава материала с заданными свойствами.
«Традиционный путь к созданию новых материалов основан на интуитивном – опытном подходе. Нужно провести много экспериментов, чтобы получить конструкцию с необходимыми параметрами. Это занимает значительное время и ресурсы. Так, например, от материалов ВВЭР с проектным ресурсом 30 лет, мы пришли к материалам с ресурсом 60 лет, и этот процесс занял почти 40 лет! Конечно, для проектов и вызовов сегодняшнего дня, мы не можем позволить себе двигаться также долго, — рассказал генеральный директор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв. — Поэтому ключевыми для нас показателями при разработке технологии были качество и скорость. Наш подход позволит синтезировать до 10 разных составов в сутки, 300 в месяц».
На каждой итерации подбор состава материала выполняется с применением искусственного интеллекта для анализа существующих баз данных, с последующим математическим моделированием от микро до макроуровня – по технологии цифрового материаловедения. Затем генезис (алгоритм) осуществляет конструирование целевого состава материала с заданными свойствами под конкретные задачи. Далее, компоненты смешиваются с управлением формируемой структуры материала (специальным лазером). На выходе получается нужный образец материала для проведения испытания.
Помимо инновационной технологии представители «Росатома» продемонстрировали изделия, уже синтезированные с помощью неё: новый сплав с ресурсом 80 лет для реактора IV поколения ВВЭР-СКД; металлокерамический композит для оболочки твэлов реактора IV поколения БРЕСТ-ОД-300 с увеличенной прочностью на 15-20%; керамику из карбида кремния для изделий специального назначения и другие.
Следующим этапом развития цифрового материаловедения станет использование квантовых вычислений для моделирования материалов с заданными свойствами.
«Существующие суперкомпьютеры, даже с ИИ, потратили бы на решение такой задачи сотни и тысячи лет, а у квантового компьютера на это уйдут минуты. Для того, чтобы в будущем квантовые компьютеры стали компактнее и мощнее, учёные уже работают над созданием ловушек на чипах, похожих на микроэлектронные (планарных ловушек)», - отметил глава «Росатома».
С 2025 года квантовые вычисления будут развиваться в рамках нового национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства». Одна из ключевых задач проекта – переход к решению прототипов полезных индустриальных задач.
Для справки:
Форум будущих технологий — флагманское событие, на котором ведущие исследователи, лидеры производства представляют наукоемкие технологии, инновационные научные разработки и реализованные проекты, определяющие вектор развития отраслей экономики на ближайшие годы. Форум проводится в Москве ежегодно с 2023 года с участием Президента Российской Федерации. Мероприятие проходит при поддержке Правительства Российской Федерации, оператором выступает Фонд Росконгресс. В 2023 году ФБТ был посвящен квантовым технологиям, в 2024 году был сфокусирован на будущем медицины. В 2025 году Форум посвящен новым материалам и химии.
Научный дивизион госкорпорации «Росатом» проводит новаторские фундаментальные и прикладные исследования для разработки ядерных и неядерных технологий (в том числе в сфере замыкания ядерного топливного цикла, термоядерного синтеза, ядерной медицины); создаёт наукоёмкие технологии как для нее, так и для других отраслей промышленности. Включает в свой состав 13 научно-исследовательских институтов и коммерческих компаний: Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского (АО «ГНЦ РФ-ФЭИ»), Научно-производственное объединение «ЛУЧ» (АО «НИИ НПО «ЛУЧ»), Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности» (АО «Гиредмет»), Радиевый институт им. В. Г. Хлопина и другие. Они располагают развитой исследовательской инфраструктурой, а также собственным опытным производством, способным полностью воплотить научный замысел: от фундаментальных исследований до конструкторских разработок и опытных образцов. Большинство научных исследований и разработок дивизиона выполняются в рамках Единого отраслевого тематического плана. В сфере ответственности дивизиона – проведение испытаний, создание высокотехнологичного медицинского оборудования, новых конструкционных материалов. Реализуются проекты по коммерциализации перспективных наукоёмких технологий.
Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет «Росатому» и его предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность атомной отрасли и всей российской промышленности в целом.
Учёные «Росатома» представили на выставке Форума будущих технологий – 2025 в Москве уникальную разработку – управляемую технологию синтеза новых материалов. Демонстрируемый экспонат показывает, как эта технология позволяет создавать изделия любой геометрической формы и при этом, создавать сам материал изделия и его структуру. Такой подход существенно сокращает время конструирования целевого состава материала с заданными свойствами.
«Традиционный путь к созданию новых материалов основан на интуитивном – опытном подходе. Нужно провести много экспериментов, чтобы получить конструкцию с необходимыми параметрами. Это занимает значительное время и ресурсы. Так, например, от материалов ВВЭР с проектным ресурсом 30 лет, мы пришли к материалам с ресурсом 60 лет, и этот процесс занял почти 40 лет! Конечно, для проектов и вызовов сегодняшнего дня, мы не можем позволить себе двигаться также долго, — рассказал генеральный директор госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв. — Поэтому ключевыми для нас показателями при разработке технологии были качество и скорость. Наш подход позволит синтезировать до 10 разных составов в сутки, 300 в месяц».
На каждой итерации подбор состава материала выполняется с применением искусственного интеллекта для анализа существующих баз данных, с последующим математическим моделированием от микро до макроуровня – по технологии цифрового материаловедения. Затем генезис (алгоритм) осуществляет конструирование целевого состава материала с заданными свойствами под конкретные задачи. Далее, компоненты смешиваются с управлением формируемой структуры материала (специальным лазером). На выходе получается нужный образец материала для проведения испытания.
Помимо инновационной технологии представители «Росатома» продемонстрировали изделия, уже синтезированные с помощью неё: новый сплав с ресурсом 80 лет для реактора IV поколения ВВЭР-СКД; металлокерамический композит для оболочки твэлов реактора IV поколения БРЕСТ-ОД-300 с увеличенной прочностью на 15-20%; керамику из карбида кремния для изделий специального назначения и другие.
Следующим этапом развития цифрового материаловедения станет использование квантовых вычислений для моделирования материалов с заданными свойствами.
«Существующие суперкомпьютеры, даже с ИИ, потратили бы на решение такой задачи сотни и тысячи лет, а у квантового компьютера на это уйдут минуты. Для того, чтобы в будущем квантовые компьютеры стали компактнее и мощнее, учёные уже работают над созданием ловушек на чипах, похожих на микроэлектронные (планарных ловушек)», - отметил глава «Росатома».
С 2025 года квантовые вычисления будут развиваться в рамках нового национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства». Одна из ключевых задач проекта – переход к решению прототипов полезных индустриальных задач.
Для справки:
Форум будущих технологий — флагманское событие, на котором ведущие исследователи, лидеры производства представляют наукоемкие технологии, инновационные научные разработки и реализованные проекты, определяющие вектор развития отраслей экономики на ближайшие годы. Форум проводится в Москве ежегодно с 2023 года с участием Президента Российской Федерации. Мероприятие проходит при поддержке Правительства Российской Федерации, оператором выступает Фонд Росконгресс. В 2023 году ФБТ был посвящен квантовым технологиям, в 2024 году был сфокусирован на будущем медицины. В 2025 году Форум посвящен новым материалам и химии.
Научный дивизион госкорпорации «Росатом» проводит новаторские фундаментальные и прикладные исследования для разработки ядерных и неядерных технологий (в том числе в сфере замыкания ядерного топливного цикла, термоядерного синтеза, ядерной медицины); создаёт наукоёмкие технологии как для нее, так и для других отраслей промышленности. Включает в свой состав 13 научно-исследовательских институтов и коммерческих компаний: Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского (АО «ГНЦ РФ-ФЭИ»), Научно-производственное объединение «ЛУЧ» (АО «НИИ НПО «ЛУЧ»), Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности» (АО «Гиредмет»), Радиевый институт им. В. Г. Хлопина и другие. Они располагают развитой исследовательской инфраструктурой, а также собственным опытным производством, способным полностью воплотить научный замысел: от фундаментальных исследований до конструкторских разработок и опытных образцов. Большинство научных исследований и разработок дивизиона выполняются в рамках Единого отраслевого тематического плана. В сфере ответственности дивизиона – проведение испытаний, создание высокотехнологичного медицинского оборудования, новых конструкционных материалов. Реализуются проекты по коммерциализации перспективных наукоёмких технологий.
Перед российской промышленностью стоит цель в кратчайшие сроки обеспечить технологический суверенитет и переход на новейшие технологии. Государство и крупные отечественные компании направляют ресурсы на ускоренное развитие отечественной исследовательской, инфраструктурной, научно-технологической базы. Внедрение инноваций и нового высокотехнологичного оборудования позволяет «Росатому» и его предприятиям занимать новые ниши на рынке, повышая конкурентоспособность атомной отрасли и всей российской промышленности в целом.
