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俄罗斯研究人员开发机器学习模型精准预测熔盐物理性质 助力处理核电站放射性废物

2025-01-16 11:56     来源:中国核技术网     放射性废物 俄罗斯 放射性废物固废处理俄罗斯

近日,来自Skoltech和俄罗斯科学院乌拉尔分院高温电化学研究所的研究团队宣布,他们已成功开发并测试了一种机器学习模型,该模型能够精确计算熔盐的物理性质,同时充分考虑温度因素的影响。这一研究成果有望为冶金行业带来革新,并可能为处理核电站的放射性废物提供新途径。

熔盐作为一种重要的工业材料,在纯金属生产及未来核能利用方面扮演着关键角色。特别是在下一代核反应堆的开发中,熔盐被视为潜在的冷却剂,有望显著提升核电的安全性并减少放射性废物的产生。然而,由于高温和腐蚀性,熔盐的工业相关特性难以通过实验直接测量,这限制了相关技术的进步。

为了克服这一难题,研究团队借助机器学习技术,提出了一种新的计算模型。该模型基于原子间势和分子动力学模拟,通过量子力学精度的计算结果进行训练,从而实现了对熔盐热物理性质的精准预测。在测试中,模型对FLiNaK(由LiF、NaF、KF组成)盐的计算结果与实验数据高度吻合,证明了其有效性。

据该研究的第一作者、Skoltech人工智能中心材料开发人工智能方法实验室研究员Nikita Rybin介绍,这一计算引导的方法将显著简化并加速下一代核反应堆的开发过程,因为它能够最大限度地减少实际实验的需求,从而降低成本并提高效率。

此外,熔盐反应堆作为一种更安全、更环保、更节能的核能技术,其发展前景备受瞩目。与传统反应堆相比,熔盐反应堆在运行压力、安全性和运行成本方面均表现出明显优势。更重要的是,它们能够燃烧目前常见核反应堆中的放射性废物,如镎237、镅237等次锕系元素,这为解决放射性废物堆积问题提供了新的思路。

该研究成果得到了俄罗斯科学基金会的资助,并已发表在《分子液体杂志》上。研究团队表示,他们将继续深化这一领域的研究,探索更多成分的熔盐并分析其他特性,以期为核电和冶金行业带来更多创新应用。



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