Проектирование материалов атомной энергетики: первопринципные расчеты и методы искусственного интеллекта

Обзор содержит описание cовременных методов и результатов проектирования новых материалов атомной энергетики. Первая часть, представленная в данном обзоре, содержит описание первопринципных квантовых методов расчета свойств материалов, описаны строгие и приближенные квантовые методы (метод функционала плотности) для возможности предсказания свойств материалов на основе суперкомпьютерных расчетов и распространенные пакеты численного моделирования для высокопроизводительных кластеров, а также базы данных первопринципных расчетов, существующие в мире. С накоплением большого количества трудоемких квантовых расчетов все более эффективными становятся методы искусственного интеллекта, в частности методы машинного обучения, результаты использования которого для проектирования материалов представлены в обзоре. Приведены результаты квантового моделирования бинарных систем железа, хрома и никеля. Вторая часть обзора посвящена квантовому моделированию жидких и плазменных состояний вещества в реакторах, а также экспериментальным исследованиям материалов атомной энергетики. Третья часть обзора посвящена неравновесной плазме, образующейся в реакторах вследствие вторичных процессов при торможении быстрых частиц.