Nötron gevrekliği - Neutron embrittlement

Nötron gevrekliği, bazen daha geniş olarak radyasyon gevrekliği, gevreklik eyleminden dolayı çeşitli malzemelerin nötronlar. Bu öncelikle nükleer reaktörler yüksek enerjili nötronların salınımının, reaktör malzemelerinin uzun vadeli bozulmasına neden olduğu yer. Gevreklik, mikroskobik hareketinden kaynaklanır. atomlar nötronlar tarafından vurulanlar; aynı eylem aynı zamanda nötron kaynaklı şişme malzemelerin boyut olarak büyümesine neden olmak ve Wigner etkisi belirli malzemelerde ani salınımlara yol açabilecek enerji birikmesine neden olmak enerji.

Nötron gevrekleşme mekanizmaları şunları içerir:

  • Sertleştirme ve çıkık sabitleme ışınlama ile oluşturulan nanometre özelliklerinden dolayı
  • Kafes kusurlarının oluşması çarpışma kademeleri işleminde üretilen yüksek enerjili geri tepme atomları aracılığıyla nötron saçılması.
  • Daha yüksek miktarlarda çözünen difüzyona ve nano ölçekli kusur-çözünen küme komplekslerinin, çözünen kümelerin ve farklı fazların oluşumuna yol açan ana kusurların difüzyonu.[1]

Nükleer Reaktörlerde Kırılganlık

Nötron ışınlama gevrekliği, reaktör basınçlı kaplar (RPV) reaktör malzemelerinin bozulması nedeniyle nükleer santrallerde. Yüksek verimlilikte performans göstermek ve 290ºC civarındaki sıcaklıklarda ve ~ 7 MPa basınçlarda ( kaynar su reaktörleri ) 14 MPa'ya ( basınçlı su reaktörleri ), RPV ağır kesitli çelik olmalıdır. Yönetmelikler nedeniyle RPV arıza olasılıkları çok düşük olmalıdır. Yeterli güvenliği sağlamak için, reaktörün tasarımı büyük çatlaklar ve aşırı yükleme koşulları varsayar. Bu koşullar altında olası bir hata modu hızlı, yıkıcı kırık gemi çeliği kırılgansa. Tipik olarak kullanılan sert RPV baz metalleri, A302B, A533B plakaları veya A508 dövmeleridir; bunlar su verilmiş ve temperlenmiş, düşük alaşımlı çeliklerdir ve birincil olarak temperlenmiş bainitik mikro yapılara sahiptir. Geçtiğimiz birkaç on yılda RPV gevrekleşmesi, daha düşük iz safsızlık içeriğine sahip daha sert çeliklerin kullanılması, geminin maruz kaldığı nötron akısının azalması ve kuşak hattı kaynaklarının ortadan kaldırılmasıyla ele alındı. Bununla birlikte, gevreklik eski reaktörler için bir sorun olmaya devam etmektedir.[2]

Basınçlı su reaktörleri, kaynar su reaktörlerine göre gevrekleşmeye karşı daha hassastır. Bu, daha fazla nötron etkisini sürdüren PWR'lerden kaynaklanmaktadır. Buna karşı koymak için, birçok PWR'nin belirli bir çekirdek damar duvarına çarpan nötron sayısını azaltan tasarım. Dahası, PWR tasarımları, basınçlı termal şok nedeniyle gevrekleşmeye özellikle dikkat etmelidir, soğuk su basınçlı bir reaktör kabına girdiğinde meydana gelen ve büyük termal stres. Reaktör kabı yeterince kırılgan ise, bu termal stres kırılmaya neden olabilir.[3]

Referanslar

  • "Reaktör Basınçlı Kap Sorunları Üzerine Arka Planlayıcı". Nükleer Düzenleme Komisyonu. Şubat 2016.
  • Pu, Jue (18 Mart 2013). "Radyasyon Gevrekliği". Stanford Üniversitesi.
Özel
  1. ^ "Nükleer Reaktör Basınç Kaplarının Gevrekliği". www.tms.org. Alındı 2018-03-02.
  2. ^ Odette, G.R .; Lucas, G.E. (2001-07-01). "Nükleer reaktör basınçlı kaplarının kırılganlığı". JOM. 53 (7): 18–22. Bibcode:2001JOM .... 53g..18O. doi:10.1007 / s11837-001-0081-0. ISSN  1047-4838.
  3. ^ "Reaktör Basınçlı Kap Sorunları Üzerine Arka Planlayıcı". Amerika Birleşik Devletleri Nükleer Düzenleme Komisyonu. Nisan 8, 2016. Alındı 1 Mart, 2018.