Engenheiros da Universidade Politécnica de São Petersburgo Pedro, o Grande, estão desenvolvendo ativamente uma grade híbrida aprimorada para pequenos reatores nucleares modulares (SMRs). Este reator, projetado especificamente para manufatura aditiva, é o primeiro do mundo. Apoiada pelo Programa Federal "Prioridades 2030", a pesquisa visa permitir que regiões remotas da Rússia obtenham eletricidade a um custo menor, utilizando uma grade híbrida otimizada no futuro.

Pequenos reatores nucleares modulares são baseados no reator de água pressurizada (VVER), que opera pelo contato de água quente pressurizada com conjuntos de combustível em formato de colmeia. A grade híbrida, um componente chave do conjunto, é projetada para melhorar a mistura do fluido refrigerante e reduzir o fluxo de calor irregular. No entanto, bolhas se formam facilmente na superfície dos elementos combustíveis, levando a zonas de ebulição e superaquecimento. Portanto, aprimorar a grade híbrida requer tanto a melhoria da transferência de calor quanto a eliminação das zonas de ebulição. A abordagem singular da equipe da Universidade Politécnica de São Petersburgo reside no uso direto da tecnologia de impressão 3D para projetar e produzir o novo produto. A manufatura aditiva permite a criação de peças com geometrias internas complexas, e a otimização melhora a dinâmica de fluidos e o desempenho da dissipação de calor, reduzindo os custos de geração de energia em 5%.

“O desenvolvimento de pequenos reatores nucleares modulares é um projeto de longo prazo com forte apoio nacional. A Rússia está implementando o projeto nacional ‘Novas Energias Nucleares e Tecnologias Energéticas’ para garantir a autonomia no setor de energia nuclear e desenvolver pequenos reatores modulares”, comentou Nikolai Yefimov-Soyni, Vice-Diretor do Centro de Engenharia da Computação da Faculdade de Engenharia Digital Avançada da Universidade Politécnica de São Petersburgo. A equipe também utilizou a plataforma digital CML-Bench® para projetar redes híbridas, que possui mais de 375.000 soluções digitais e de projeto, incluindo aquelas para a indústria nuclear. O uso da tecnologia de gêmeos digitais pode reduzir os custos de desenvolvimento e produção de produtos e diminuir o número de testes em escala real. O projeto tem previsão de duração de três anos, e os cientistas estão atualmente desenvolvendo métodos de projeto digital para aprimorar o projeto de redes híbridas e, consequentemente, seu desempenho.