stringtranslate.com

Нейтронное охрупчивание

Нейтронное охрупчивание , иногда в более широком смысле , радиационное охрупчиваниеохрупчивание различных материалов под действием нейтронов . В первую очередь это наблюдается в ядерных реакторах , где выброс нейтронов высокой энергии вызывает долговременную деградацию материалов реактора. Охрупчивание вызвано микроскопическим движением атомов , на которые воздействуют нейтроны; это же действие также приводит к вызванному нейтронами набуханию, вызывающему увеличение размеров материалов, и эффекту Вигнера , вызывающему накопление энергии в определенных материалах, что может привести к внезапному высвобождению энергии .

Механизмы нейтронного охрупчивания включают:

Охрупчивание ядерных реакторов

Нейтронно-облученное охрупчивание ограничивает срок службы корпусов реакторов (корпусов реакторов) атомных электростанций из-за деградации реакторных материалов. Чтобы работать с высокой эффективностью и безопасно удерживать воду-теплоноситель при температуре около 290 ° C и давлении от ~ 7 МПа (для реакторов с кипящей водой ) до 14 МПа (для реакторов с водой под давлением ), корпус реактора должен быть стальным с тяжелым профилем. Согласно правилам, вероятность отказа корпуса реактора должна быть очень низкой. Для достижения достаточной безопасности конструкция реактора предполагает большие трещины и экстремальные условия нагрузки. В таких условиях вероятным видом разрушения является быстрое катастрофическое разрушение , если сталь сосуда хрупкая. Обычно используются прочные недрагоценные металлы корпуса реактора: пластины A302B, A533B или поковки A508; это закаленные и отпущенные низколегированные стали с преимущественно отпущенной бейнитной микроструктурой. За последние несколько десятилетий проблему охрупчивания корпуса корпуса решали за счет использования более прочных сталей с меньшим содержанием микропримесей, уменьшения нейтронного потока, которому подвергается корпус, и устранения сварных швов по поясу. Однако охрупчивание остается проблемой для старых реакторов. [2]

Реакторы с водой под давлением более подвержены охрупчиванию, чем реакторы с кипящей водой. Это связано с тем, что PWR выдерживают большее количество нейтронных ударов. Чтобы противодействовать этому, многие PWR имеют специальную конструкцию активной зоны , которая уменьшает количество нейтронов, попадающих в стенку корпуса. Более того, при проектировании PWR необходимо особенно учитывать охрупчивание из-за теплового удара под давлением - сценарий аварии, который возникает, когда холодная вода попадает в корпус реактора под давлением, вызывая большое тепловое напряжение . Это тепловое напряжение может вызвать разрушение, если корпус реактора достаточно хрупкий. [3]

Смотрите также

Рекомендации

Специфический
  1. ^ «Охрупчивание корпусов ядерных реакторов». www.tms.org . Проверено 02 марта 2018 г.
  2. ^ Одетт, Греция; Лукас, GE (1 июля 2001 г.). «Охрупчивание корпусов ядерных реакторов». ДЖОМ . 53 (7): 18–22. Бибкод : 2001JOM....53g..18O. дои : 10.1007/s11837-001-0081-0. ISSN  1047-4838. S2CID  138790714.
  3. ^ "Информатор по проблемам корпусов реакторов" . Комиссия по ядерному регулированию США . 8 апреля 2016 г. Проверено 1 марта 2018 г.