Центр компетенций «Перспективные атомные технологии в направлении устойчивого развития и декарбонизации энергетики» активно работает над передовыми темами ядерной техники, такими как ядерное опреснение, ядерное производство водорода, применение искусственного интеллекта в ядерной энергетике, и применение численных методов для моделирования реакторов нового поколения. Кроме того, развитие международного сотрудничества в области ядерной энергетики является одной из основных задач исследовательской группы.
Основные задачи:
- Моделирование, оптимизация, экономическая оценка и анализ безопасности систем производства водорода на основе высокотемпературного электролиза пара, интегрированных в легководные реакторы
- Разработка ядерных гибридных систем на основе интеграции сверхвысокотемпературных газоохлаждаемых реакторов и термохимических методов для производства водорода: моделирование, оптимизация и анализ безопасности
- Повышение общей эффективности и рентабельности атомных когенерационных установок с использованием инновационных схем
- Проектирование микрореакторов, совместимых с термическими опреснительными установками и установками по производству водорода.
- Применение искусственного интеллекта и машинного обучения в ядерной инженерии
- Сочетание атомной электростанции с возобновляемыми источниками энергии для повышения общей эффективности и гибкости энергосистемы
- Применение подхода «Лучшая оценка плюс неопределенность» (BEPU, от англ. Best Estimate Plus Uncertainty) при ядерной аварии.
- Применение численных методов для нейтронно-физического и теплогидравлического анализа ядерного реактора: легководные реакторы и реакторы нового поколения
Кроме того, мы активно работаем над:
- Созданием лаборатории по производству водорода высокотемпературным паровым электролизом и термохимическими методами.
- CFD-моделирование для исследования фазового изменения жидкого водорода в криогенном резервуаре в различных гравитационных условиях на космическом корабле.
Проекты:
- Концептуальный проект крупномасштабной гибридной опреснительной установки на основе сочетания атомной и солнечной электростанций, оснащенной для повышения качества производимой воды системой аккумулирования тепла на основе фазовых переходов в материалах (2020-2022 гг.), Российский фонд фундаментальных исследований
- Математическое моделирование ядерной энергетической установки, оснащенной системой аккумулирования тепловой энергии для повышения степени регулирования тепловых нагрузок (2020-2022), Российский фонд фундаментальных исследований
- Энергетический анализ и экономическая оценка производства водорода с помощью ядерных реакторов поколения IV (2022-2024 гг.), Российский научный фонд
- Грант по программе стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» Российской Федерации на открытие «Центра компетенций перспективных атомных технологий в направлении устойчивого развития и декарбонизация энергетики» в Санкт-Петербургском политехническом университете (2022-2023 гг.).
Развитие международного сотрудничества в области ядерной науки
Наша исследовательская группа активно вовлечена в международное сотрудничество, что подтверждается публикацией множества совместных статей с университетами Китая, Ирана, Турции и стран Африки.
Взаимодействие с Китаем: в настоящее время у нас очень тесные отношения с тремя китайскими университетами в области ядерной энергетики. Наша деятельность включает в себя совместную исследовательскую работу, обмен студентами, участие в совместных грантах, написание статей и участие в конференциях. В 2024 году научная группа Центра посетила Харбинский инженерный университет и Шаньдунский университет архитектуры и инженерии для проведения там семинаров и конференций, где во втором университете ученым присвоили статус «почетного профессора» до 2027 года.
Взаимодействие с Ираном: отношения между научной группой и университетом им.Шахида Бехешти и Тегеранским университетом хорошие благодаря наличию в нашей исследовательской группе иранских исследователей. Иранские университеты являются важными партнерами наших публикаций. В Институте энергетики учатся магистранты и аспиранты из Ирана, которые работают под руководством членов научного коллектива.
Состав научной группы
Публикации
1. Khashayar Sadeghi, Farnaz Farshbaf, Mahdi Aghaie, Seyed Hadi Ghazaie, Ekaterina Sokolova, Victor Modestov, Vitaly Sergeev, Power loss factor minimization and economic assessment of nuclear-hydrogen cogeneration via modular high-temperature steam electrolysis driven by a light-water reactor, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 71, 2024, Pages 1104-1120, ISSN 0360-3199, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.05.246. Q1-Scopus- Web of science
2. Khashayar Sadeghi, Seyed Hadi Ghazaie, Natasha Kalanke, Ekaterina Sokolova, Mahdi Aghaie, Azadeh Naserbegi, Victor Modestov, Developing reference-based correlations for temperature distribution in VVER reactor using gene expression programming and single-heated channel approach, Nuclear Engineering and Design, Volume 424, 2024, 113233, ISSN 0029-5493 Q1-Scopus- Web of science
4. Khashayar Sadeghi, Seyed Hadi Ghazaie, Ekaterina Sokolova, Antonio Cammi, Hamid Reza Arab, Selma Usta, A set of transient correlations for fast and unprotected loss of flow accident in VVER-1000 reactor using single-heated channel approach and Gene Expression Programming, Annals of Nuclear Energy, Volume 183, 2023, 109650, ISSN 0306-4549, https://doi.org/10.1016/j.anucene.2022.109650. Q1-Scopus- Web of science
5. KH. Sadeghi, S. H. Ghazaie, Riccardo Chebac, E. Sokolova Antonio Cammi, Marco E. Ricotti, A.S. Shirani; Towards net-zero emissions through the hybrid SMR-solar cogeneration plant equipped with modular PCM storage system for seawater desalination, Journal of “Desalination”, 524 (2022) 115476 Q1-Scopus- Web of science
6. Seyed Hadi Ghazaie, Khashayar Sadeghi, Ekaterina Sokolova, Vitaly Sergeev, Application of gene expression programming in developing correlations for nuclear desalination economic analysis, Desalination, Volume 555, 2023, 116548, ISSN 0011-9164, https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116548, Q1-Scopus- Web of science
7. Abolfazl Shoghi, Seyed Ali Hosseini, Mohammad Lotfi, Amir Saeed Shirani, Antonio Cammi, Khashayar Sadeghi, Francesco D'Auria, Development of a practical control-oriented mathematical model for gas pressurizer, Progress in Nuclear Energy, Volume 164, 2023, 104863, ISSN 0149-1970, https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2023.104863. Q1-Scopus- Web of science
8. A. Naserbegi, M. Aghaie, S. Yadollahpour, K. Sadeghi, F. Farshbaf, Economic evaluation of hydrogen production in second and third units of Bushehr nuclear power plant regarding future need of nuclear fission technology, Nuclear Engineering and Design, Volume 415, 2023, 112683, ISSN 0029-5493, https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2023.112683. Q1-Scopus- Web of science
9. Riccardo Chebac, Antonio Cammi, Marco E. Ricotti, Stefano Lorenzi, Khashayar Sadeghi, Seyed Hadi Ghazaie, Ekaterina Sokolova, Evgeniy Fedorovich, ALFRED reactor and hybrid systems: A test case, Annals of Nuclear Energy, Volume 191, 2023, 109934, ISSN 0306-4549, https://doi.org/10.1016/j.anucene.2023.109934. Q1-Scopus- Web of science
10. Luopeng Yang, Ren Jiang,Vitaliy Sergeev, Ekaterina Sokolova, Linhua Zhang, Feng Guo, Qiang Li, Khashayar Sadeghi, Sensitive analysis on an integrated system of brackish water greenhouse desalination for freshwater production and crop growth 289(2023)1-13 DOI: https://doi.org/10.5004/dwt.2023.29407 Q2-Scopus- Web of science
11. S. H. Ghazaie, KH. Sadeghi Riccardo Chebac, E. Sokolova Antonio Cammi, Marco E. Ricotti, A.S. Shirani; On the use of advanced nuclear cogeneration plant integrated into latent heat storage for district heating; Journal of “Sustainable Energy Technologies and Assessments”, 50 (2022) 101838 Q1-Scopus - Web of sience
12. KH. Sadeghi, S. H. Ghazaie, E. Sokolova, E. Fedorovich and A.S. Shirani; Comprehensive techno-economic analysis of integrated nuclear power plant equipped with various hybrid desalination systems; journal of “Desalination”, Volume 493, 2020, 114623, ISSN 0011-9164. Q1-Scopus - Web of science
13. KH. Sadeghi, M. Abbasi, A. Zolfaghari, Adaptive refinement for PN neutron transport equation based on conjoint variational formulation and discontinuous finite element method, Progress in Nuclear Energy, Volume 104, 2018, Pages 16-31. Q1-Scopus- Web of science
14. Riccardo Chebac, Antonio Cammi, Marco E. Ricotti, Stefano Lorenzi, Khashayar Sadeghi, Seyed Hadi Ghazaie, Ekaterina Sokolova, Evgeniy Fedorovich, Dynamic Response of LFR in Cogeneration Mode, International Conference Nuclear Energy for New Europe 2021-09-06, Conference paper Web of science
15. H. Ghazaie, KH. Sadeghi, E. Sokolova, E. Fedorovich and A.S. Shirani; Comparative analysis of hybrid desalination technologies powered by SMR, Journal of Energies, September 2020 Energies 13(5006) Q2-Scopus- Web of science
16. Kh. Sadeghi, S.H. Ghazaie, E.A. Sokolova, A. Zolfaghari, M. Abbasi; A comprehensive comparative analysis of neutron transport calculations based on variational formulation and finite element approaches; Journal of Energies, 2020, 13, 5424; Q2-Scopus- Web of science
17. Ekaterina Sokolova, Khashayar Sadeghi, Seyed Hadi Ghazaie, Dario Barsi, Francesca Satta, and Pietro Zunino. Feasibility of Hybrid Desalination Plants Coupled with Small Gas Turbine CHP Systems, Energies, 2022, 15, 3618. https://doi.org/10.3390/en15103618 Q2-Scopus- Web of science
18. S. H. Ghazaie KH. Sadeghi, E. Sokolova, E. Fedorovich and, S. Makhuhin; Assessment of the integrated nuclear plant for electricity production and seawater desalination in Iran, Desalination and water treatment, 188 (2020) 20-30. Q2-Web of science
19. KH. Sadeghi, S. H. Ghazaie, E. Sokolova, Riccardo Chebac, Antonio Cammi, Marco E. Ricotti Implementing, Hybrid Desalination System Driven by ALFRED Reactor and Solar Power Plant, Equipped with Phase Change Material Storage System: The Case of Emirate, International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE – 2020) Scopus- Web of science
20. KH. Sadeghi, S. H. Ghazaie, E. Sokolova, E. Fedorovich and A.S. Shirani, Thermo-economic Assessment of the Possible Desalination Processes for the Second Block of Bushehr NPP, E3S Web Conf. 140 (03001) (2019). Scopus- Web of science
21. S. H. Ghazaie, KH. Sadeghi, E. Sokolova, E. Fedorovich and A.S. Shirani, Nuclear desalination in Iran, current status and perspectives E3S Web Conf. 140 (04001) (2019). Scopus- Web of science
22. KH. Sadeghi, S. H. Ghazaie, E. D. Fedorovich, and A. S. Shirani; Economic Assessment of the Possible Desalination Processes for the First Block of Bushehr NPP, Thermal Engineering, 67 (2020) 271–281. Q2-Scopus- Web of science
23. S. H. Ghazaie, KH. Sadeghi, E. Sokolova, E. Fedorovich and A.S. Shirani, On the use of small modular reactors integrated with thermal energy storage system for district heating ,International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE – 2020) Scopus- Web of science
24. Х. Садеги, С.Х. Газаи, Е.Д. Федорович, Е.А. Соколова, А.С. Ширани; Экономическая оценка процессов опреснения воды на энергоблоке № 1 Бушерской АЭС; Теплоэнергетика, 2020, № 5, с. 1–13. ВАК
25. Х. Садеги, С.Х. Газаи, Е.А. Соколова, Е.Д. Федорович, А.С. Ширани, Технико-экономический анализ возможных технологий опреснения морской воды с использованием энергии второго энергоблока АЭС «Бушер» (Иран); Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. 2020. ВАК
26. С.Х. Газаи, Х. Садеги, Е.А. Соколова, Е.Д. Федорович, А. Ширани; О необходимости разработок двухцелевых атомных энерготехнологических комплексов для обеспечения электрической энергией и пресной водой засушливых территорий Ирана; ;Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. 2020 ВАК