Bruchmechanik/ Neutronenversprödung

• Research unit: ENSI
• Project number: 100682

Key words (German)

Bruchmechanik, Neutronenversprödung, Langzeitbetrieb, Werkstoffe,

Short description (German)

Die Änderung der Materialeigenschaften des Reaktordruckbehälters (RDB) infolge der Neutronenbestrahlung spielt eine entscheidende Rolle für das Lebensdauermanagement der gesamten Anlage. Aus strukturmechanischer Sicht kommt es in der kernnahen Zone des Reaktors zu einer Neutronenversprödung des Behälter- und Schweissmaterials. Die Neutronenversprödung ist ein bekannter und unvermeidbarer Effekt, dessen Ausmass von verschiedenen Faktoren abhängt (u. a. chemische Zusammensetzung, Bestrahlungstemperatur, Neutronenfluss und Neutronenenergie). Das Vorgehen bei der Überwachung des Bestrahlungsverhaltens von Werkstoffen des RDB ist im kerntechnischen Regelwerk festgelegt. Danach wird die Versprödung der RDB-Werkstoffe aufgrund der Erhöhung der Sprödbruch-Referenztemperatur und der Abnahme der Hochlagenenergie der Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurven als Funktion der Neutronenfluenz beurteilt. International wird in den letzten Jahren zunehmend das auf probabilistischer Grundlage basierende Masterkurvenkonzept (MC) nach ASTM E 1921 in Verbindung mit den ASME Code Case N-629 und N-631 angewandt. Bei der Übertragung der bruchmechanischen Resultate von den kleinen Materialproben auf den RDB gibt es jedoch noch offene Fragen, die in diesem Forschungsprojekt behandelt werden.

Project aims (German)

Bruchmechanische Werkstoffcharakterisierung zur Überwachung der Neutronenversprödung von Reaktordruckbehältern für den Langzeitbetrieb von Kernkraftwerken. Der zu untersuchende Werkstoff wird von der HSK bzw. vom PSI zur Verfügung gestellt.

Arbeitspakete:

1. Charakterisierung des Werkstoffs

2. Überprüfung der Praktikabilität der HSK-AN-425, Rev. 4

3. Einprobenmethode in der Hochlage

4. Ermittlung statischer Master Curves

5. Ermittlung dynamischer Mater Curves

6. Einfluss der Constraints und der Probegrösse