МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ НА АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

В статье рассматривается использование математического моделирования для повышения безопасности атомных электростанций. Исследование показывает, что время реакции на аварийную ситуацию играет ключевую роль: если оператор принимает меры в течение 30 секунд, вероятность предотвращения аварии составляет 95%, но при задержке в 5 минут она падает до 30%. Также анализируется влияние профилактического обслуживания и резервирования оборудования. Без технического обслуживания вероятность отказа через 1000 часов эксплуатации достигает 40%, тогда как регулярные проверки снижают этот показатель до 15%, а резервные системы – до 8%. Дополнительно изучены каскадные отказы, которые могут привести к серьезным последствиям: при увеличении числа взаимозависимых компонентов с 3 до 10 риск полного отказа системы возрастает с 15% до 80%. В работе предлагаются практические рекомендации по повышению надежности АЭС, включая автоматизацию мониторинга, внедрение предиктивных алгоритмов и использование машинного обучения для прогнозирования возможных сбоев.

1. Gomes J. et al. Development of the Reliability Assurance Program in a Brazilian nuclear power plant subsidized by a Reliability, Availability and Maintainability Model // Brazilian Journal of Radiation Sciences. – 2023. – Vol. 11. – No. 4. – P. 01–18.

2. Dimitrov D., Randelova N. Management systems for nuclear security // Security & Future. – 2024. – Vol. 8. – No. 1. – P. 7–10.

3. Park J. K., Kim T. K., Koo S. R. Verification strategy for artificial intelligence components in nuclear plant instrumentation and control systems // Progress in Nuclear Energy. – 2023. – Vol. 164. – P. 104842.

4. Odarushchenko O. et al. Application of Formal Verification Methods in a Safety-Oriented Software Development Life Cycle //2023 13th International Conference on Dependable Systems, Services and Technologies (DESSERT). – IEEE, 2023. – P. 1–6.

5. Wang L., Wu Y. Verification and validation optimization method for signal quality bits in digital control system application software of nuclear power plant // Kerntechnik. – 2024. – Vol. 89. – No. 3. – P. 301–315.

6. Enderlein, G., Barlow, E. E., F. Proschan and L. C. Hunter: Mathematical Theory of Reliability. Wiley, New York-London-Sydney, 1965. 256 S., Preis 83 s. Biom. J. – 1966. – Vol. 8, Issue 4. – P. 278–278. https://doi.org/10.1002/bimj.19660080409

7. Howard R. Dynamic Probabilistic Systems, Volume 2: Semi-Markov and Decision Processes. New York: Dover, 1971.

8. Dhillon B. S., Singh Ch. Engineering reliability: New techniques and applications. N.Y.: John Wiley & Sons Inc. Publ., 1981. 362 p.

9. Cox, D.R. (1977). The Theory of Stochastic Processes (1st ed.). Routledge. https://doi.org/10.1201/9780203719152

10. Ebeling C. E. An introduction to reliability and maintainability engineering. – Waveland Press, 2019.

11. Leveson N. G. Engineering a safer world: Systems thinking applied to safety. – The MIT Press, 2016. – 560 p