Учёные создали нейросетевую модель для прогнозирования устойчивости карбидов технеция при обращении с ядерными отходами

Учёные из «Сколтеха», Института AIRI и «Сбербанка» совместно с коллегами из РХТУ и ИФХЭ РАН исследовали устойчивость кристаллических структур для хранения и последующего использования отходов атомной энергетики. Технеций-99 выступает радиоактивным долгоживущим продуктом деления урана и плутония. На этот радиоактивный нуклид приходится около 6% всех продуктов деления.

При захоронении ядерных отходов технеций способен растворяться и мигрировать с подземными водами. Поэтому необходимо разрабатывать технологичные способы обращения с ним. Это нужно для снижения рисков негативного влияния на окружающую среду.

Один из возможных вариантов — хранить технеций-99 в углеродной матрице. В ней радиоактивный нуклид образует стабильные карбиды и надёжно фиксируется. Но можно пойти дальше и использовать такие карбиды в качестве мишеней в нейтронном потоке. Так технеций-99 постепенно превращается в стабильный изотоп рутения-100. Рутений в свою очередь может быть использован в микроэлектронике, а также в качестве катализатора.

В новой работе учёные разработали модель машинного обучения. Она предсказывает термодинамические свойства заданной атомной конфигурации технеция и углерода. На основе её предсказаний удалось построить фазовую диаграмму системы технеций-углерод в координатах «температура – содержание углерода». Диаграмма отвечает на вопрос, какие фазы технеция термодинамически выгодны в тех или иных условиях.

Аспирант программы «Науки о материалах» в «Сколтехе» Радион Зарипов рассказал, что с практической точки зрения эта диаграмма служит картой стабильности карбидов технеция для экспериментаторов и технологов. По диаграмме можно выбирать режимы, в которых технеций надёжно фиксируется в углеродной матрице. Также можно задавать условия