Водородная энергетика интенсивно развивается и требует разработки новых материалов с заданными свойствами в зависимости от условий эксплуатации. Это востребовано и в ракетостроении, разработке защитных систем ядерных реакторов, в химическом производстве, для защиты трубопроводов углеводородного сырья от водородной коррозии, в оборонной промышленности. Прежде чем приступать к реальному проектированию, необходимо произвести предварительные расчеты. Результаты работы карельских ученых помогают специалистам моделировать различные ситуации и условия эксплуатации материалов, которые часто затруднительно реализовать экспериментально. Особенно это касается трития – радиоактивного изотопа водорода, перспективного для применения в термоядерной энергетике.
– В рамках водородной энергетики, а в отдаленной перспективе и термоядерной, ведется активный поиск новых материалов для различных подсистем энергетических реакторов, систем хранения, транспортировки. Причем на современном уровне исследований требуются материалы с заранее требуемыми – прогнозируемыми – свойствами. Эксперименты дороги, особенно это касается радиоактивного изотопа водорода трития, а порой просто невозможны и недопустимы. Как обобщить экспериментальные результаты на лабораторных образцах на реальные конструкции? Без математического моделирования широкого спектра возможных ситуаций никак не обойтись, – пояснил актуальность темы доктор физико-математических наук Юрий Заика.
В настоящее время ученые заняты обработкой данных по перспективным высокоэнтропийным, то есть содержащим не менее пяти элементов при высоком уровне смешивания, сплавам. «Часто производство таких материалов предполагает использование редкоземельных металлов, играющих ключевую роль на перспективу в различных отраслях промышленности, включая, прежде всего, радиоэлектронную и оборонную. Подтверждение тому ̶ недавнее совещание Совета безопасности на эту тему. На сегодняшний день рынок контролирует Китай», – добавил Юрий Заика. В рамках школы Юрий Заика выступил с лекцией. Екатерина Костикова и Наталья Родченкова в секции «Кинетика и термодинамика взаимодействия изотопов водорода с твёрдыми телами, включая эффекты радиогенного гелия» представили научные доклады в области математического моделирования кинетики взаимодействия водорода с новыми перспективными материалами. По итогам докладов карельские ученые наметили дальнейшее научное сотрудничество с РФЯЦ-ВНИИЭФ, НИЯУ МИФИ и НИЦ «Курчатовский институт».
В Сарове также вышла монография Юрия Заики «Моделирование водородопроницаемости и термодесорбции» (Саров: ФГУП «РФЯЦ – ВНИИЭФ», 2026. 600 с., ISBN 978-5-9515-0623-8). В книге изложены методы математического моделирования взаимодействия изотопов водорода с конструкционными материалами и алгоритмы параметрической идентификации распределенных моделей водородопроницаемости с нелинейными динамическими граничными условиями.
Издание ориентировано на специалистов в области вычислительного, в частности, водородного материаловедения, аспирантов и студентов соответствующих специальностей, активно применяющих методы математического моделирования и численного анализа.
