ДНТЦ ЯРБ розробляє підхід до цифрових двійників для систем АЕС. Вони мають допомогти прогнозувати старіння обладнання
07.10.2026
Фото: NRC
Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки розробив принципи застосування цифрових двійників для управління старінням інформаційних та керуючих систем українських АЕС. Йдеться поки про науково-методичну роботу: напрацювання мають стати основою рекомендацій для впровадження цифрового двійника на енергоблоках.
Новий підхід ДНТЦ ЯРБ представив на 26-й Міжнародній науково-технічній конференції «Проблеми інформатики та моделювання», яка проходила 25-28 вересня у Харкові. Доповідь «Принципи застосування цифрових двійників для управління старінням інформаційних та керуючих систем атомних станцій України» представив начальник лабораторії аналізу безпеки інформаційних систем та кібербезпеки Харківської філії ДНТЦ ЯРБ Іван Червоненко.
Дослідження виконували в межах науково-дослідної роботи з прикладних досліджень ядерної та радіаційної безпеки за фінансової підтримки Міністерства освіти і науки України.
Від ремонту за графіком – до оцінки реального стану
Фахівці ДНТЦ ЯРБ проаналізували можливість і доцільність переходу від класичного регламентного технічного обслуговування ІКС – за встановленими календарними інтервалами або часом напрацювання – до прогнозного, або предиктивного, обслуговування.
Одним з інструментів такого переходу можуть стати цифрові двійники.
Комісія ядерного регулювання США (NRC) визначає цифровий двійник як віртуальне представлення реального об'єкта, процесу або системи, яке із достатньою частотою та точністю синхронізується з їхнім фактичним станом. Дані з реального обладнання надходять до цифрової моделі, де можуть використовуватися для діагностики, аналізу та прогнозування, після чого система здатна формувати, зокрема, рекомендації з експлуатації та технічного обслуговування.
NRC досліджує можливість застосування цифрових двійників у ядерній енергетиці вже кілька років. У травні 2025 року регулятор оприлюднив окрему технічну оцінку застосування цифрових двійників і прогностичних інструментів для моніторингу технічного стану обладнання.
У запропонованому ДНТЦ ЯРБ підході цифровий двійник має враховувати не лише фізичне старіння обладнання – наприклад, зміну його електричних, діелектричних або механічних характеристик, – а й технологічне та моральне старіння: припинення виробництва окремих компонентів, дефіцит запасних частин або відсутність технічної підтримки.
Це особливо суттєво для цифрових ІКС, де працездатність системи залежить не лише від фізичного стану електронних компонентів, а й від доступності сумісного апаратного та програмного забезпечення.
За задумом дослідників, цифрові двійники дозволять обробляти експлуатаційні дані, раніше виявляти приховані дефекти та прогнозувати деградацію обладнання. Водночас ДНТЦ ЯРБ наголошує, що застосування такого підходу має відбуватися з дотриманням вимог норм і правил з ядерної та радіаційної безпеки.
Старіння ІКС стає окремою проблемою для АЕС
Проблема не є суто українською. МАГАТЕ у 2022 році видало окремий технічний документ NR-T-3.34 «Management of Ageing and Obsolescence of Instrumentation and Control Systems and Equipment in Nuclear Power Plants and Related Facilities Through Modernization», присвячений управлінню старінням та застаріванням інформаційних і керуючих систем АЕС.
МАГАТЕ зазначає, що значна частина ІКС на діючих АЕС світу експлуатується вже багато років. Фізичне старіння може погіршувати характеристики й надійність систем, зменшувати запаси безпеки та збільшувати витрати на експлуатацію й технічне обслуговування. Водночас моральне старіння апаратного і програмного забезпечення створює проблеми з пошуком сумісних компонентів та формуванням запасів запчастин.
Окремо документ МАГАТЕ розглядає методи виявлення старіння ІКС, а також моделювання старіючого обладнання.
Україна паралельно оновлює нормативну базу
В Україні чинні «Вимоги до порядку та змісту робіт для продовження терміну експлуатації інформаційних та керуючих систем, важливих для безпеки атомних електростанцій» були затверджені ще у 2003 році. Документ визначає порядок обґрунтування можливості подальшої експлуатації ІКС після завершення встановленого строку їхньої роботи.
Водночас ДНТЦ ЯРБ разом із американською Брукхейвенською національною лабораторією (BNL) розробляє новий нормативно-правовий акт – «Вимоги з управління старінням та продовження строку експлуатації інформаційних та керуючих систем, важливих для безпеки АЕС».
Ще у звіті ДНТЦ ЯРБ за 2023 рік зазначалося, що було підготовлено першу редакцію документа. Його мета – актуалізувати та деталізувати вимоги до управління старінням ІКС та продовження строків їх експлуатації. Окремий акцент зроблено на застосуванні сучасних міжнародних підходів до управління як фізичним, так і моральним старінням, що особливо актуально для цифрових систем.
У звіті ДНТЦ ЯРБ про виконання стратегічного плану за 2025 рік цей нормативний документ зазначений уже як етап 3 пункту 3.6 Плану нормативного регулювання на 2025 рік.
Таким чином, дослідження цифрових двійників відбувається паралельно з переглядом українських нормативних підходів до старіння ІКС. Водночас сам ДНТЦ ЯРБ поки не повідомляє, що цифрові двійники вже включені до обов'язкових регуляторних вимог.
Чому це особливо актуально для України
Із дев'яти діючих енергоблоків на підконтрольних Україні АЕС сім введені в експлуатацію ще у 1980-1989 роках.
На Рівненській АЕС перші три блоки почали роботу у 1980, 1981 та 1986 роках, на Хмельницькій АЕС енергоблок №1 – у 1987 році, а три енергоблоки Південноукраїнської АЕС – у 1982, 1985 та 1989 роках. Лише РАЕС-4 та ХАЕС-2 були введені в експлуатацію у 2004 році.
Значна частина українських енергоблоків уже працює у періоді довгострокової експлуатації, тому управління старінням обладнання та модернізація систем контролю й управління є складовою підтримання їхньої безпеки.
При цьому поняття старіння для ІКС відрізняється від старіння, наприклад, корпусу реактора або трубопроводу. Електронний модуль може залишатися фізично працездатним, але виробник уже припинив його випуск, запасні компоненти недоступні, а програмне забезпечення або засоби його підтримки застаріли. Саме поєднання таких факторів і має враховувати система управління старінням.
Розроблені ДНТЦ ЯРБ принципи застосування цифрових двійників мають стати основою для майбутніх методичних рекомендацій. У повідомленні Центру не йдеться про запуск пілотного цифрового двійника на конкретній українській АЕС або про рішення «Енергоатома» перейти на предиктивне обслуговування ІКС. Тож наразі йдеться про створення науково-методичної основи для такого переходу, а не про його практичне впровадження.