Нейронная сеть позволяет сделать атомные реакторы безопаснее

Инженеры из Университета Пердью (штат Индиана, США) разрабатывают новую систему, которая сможет многократно увеличить эффективность инспекционных проверок целостности ядерных реакторов благодаря использованию систем искусственного интеллекта (ИИ). В статье, опубликованной в научном журнале IEEE Transactions on Industrial Electronics, ученые рассказали о фреймворке для машинного обучения na?ve Bayes – сверхточной нейронной сети, способной эффективно определять трещины в реакторах на основе анализа отдельных видеокадров.

«Регулярные проверки компонентов атомных электростанций крайне важны для обеспечения их безопасной эксплуатации», — говорит Мухаммед Джаханшахи, доцент Школы гражданских инженеров имени Лайла при Университете Пердью.

«Однако нынешние методы, как правило, очень времязатратны, очень утомительны и часто сталкиваются с субъективной оценкой, так как в основном анализ видеоматериалов на наличие трещин в реакторах проводится техниками-людьми».

Система автоматического анализа, разработанная специалистами Пердью, использует базу данных, в которой содержатся изображения около 300 тысяч различных трещин и других текстурных особенностей. Эффективность проверки реакторных систем остается на высоком уровне даже в том случае, когда нуждающийся в инспекции элемент реактора находится под водой, что, как правило, и происходит, так как вода в реакторах используется для охлаждения. Благодаря данной системе снижаются риски для человеческого здоровья. Нейронная сеть анализирует каждый сантиметр каждого кадра в поисках трещин, а затем следит за каждой трещиной от одного кадра к другому с помощью алгоритма слияния данных.

«Совместная обработка данных позволяет повысить адекватность и эффективность дальнейших принимаемых решений», — продолжает Джаханшахи, отмечая, что нейронная сеть показывает эффективность в 98,3 процента в определении трещин, что существенно выше, чем при использовании других, даже самых современных методов и подходов.

Так как мир продолжает двигаться в сторону источников возобновляемой энергии, атомная энергия все чаще становится не основным, а скорее альтернативным, хотя и надежным выбором. Невозможность отказа от атомной энергии можно объяснить хотя бы тем фактом, что солнечные или ветряные электростанции обладают рядом ограничений и их эффективность в первую очередь зависит от тех погодных эксплуатационных условий, в которых они находятся.

Одним из основных направлений современной физики является поиск так называемого «святого Грааля» возобновляемой энергии – возможности использования ядерного синтеза для обеспечения всех наших энергетических нужд. Несмотря на то, что исследователи достигли весьма высоких результатов в стабилизации и поддержке реакции ядерного синтеза, мы пока еще не готовы положиться на этот источник энергии. Поэтому в настоящий момент единственным доступным и наиболее безопасным вариантом использования энергии атома по-прежнему является метод расщепления ядра, над еще большим повышением безопасности и эффективности которого сейчас работают многие исследователи со всего мира. Например, эксперты наблюдают прогресс развития так называемых жидкосолевых реакторов, где основой охлаждающей жидкости является смесь расплавленных солей, которая может работать при высоких температурах, оставаясь при этом при низком давлении, благодаря чему понижаются механические напряжения и повышаются безопасность и долговечность.