Nazwa Projektu: Właściwości mechaniczne i strukturalne stali typu RAFM - wpływ defektów radiacyjnych

Akronim Projektu: POLONEZ BIS 3

Budżet Projektu: 976 864 PLN

Czas trwania projektu: 01.01.2024 - 31.12.2025

Kierownik Projektu: dr Tymofii Khvan

Opis Projektu:

Stale ferrytyczno-martenzytyczne o zredukowanej aktywacji (RAFM) są głównymi kandydatami do budowy elementów konstrukcyjnych w przyszłych reaktorach jądrowych w przyszłych reaktorach termojądrowych i reaktorach jądrowych GenIV. Materiały oparte na RAMF wymagają starannej selekcji i charakterystyki, ponieważ muszą zapewniać bezpieczne i stabilne działanie urządzenia jądrowego przez cały okres jego eksploatacji. Ciągłe znoszenie trudnych warunki operacyjne w postaci napromieniowania neutronami, ich właściwości mechaniczne ulegają degradacji, co jest obserwowane w postaci niepożądanym wzrostem odporności na odkształcenia plastyczne (hartowanie napromieniowaniem) ze ściśle związanym z tym zmniejszeniem plastyczności (kruchość radiacyjna). Ostatecznie takie zjawiska prowadzą do inicjacji pęknięć i mogą skutkować awarię elementu. Dlatego też, aby potwierdzić stabilność operacyjną komponentów jądrowych, materiały konstrukcyjne strukturalne powinny być dokładnie przebadane z uwzględnieniem wpływu napromieniowania. Jednak napromieniowanie neutronami do celów badawczych jest drogim, długim i skomplikowanym procesem, więc staje się głównym czynnikiem ograniczającym ciągłe badanie jego wpływu i dostarczanie nowych danych badawczych. i dostarczania nowych danych badawczych. W związku z tym coraz popularniejsze staje się atrakcyjne rozwiązanie napromieniowania jonowego jako narzędzia do zastępowania uszkodzeń neutronowych. staje się coraz bardziej popularne. Ponieważ jony charakteryzują się zdolnością do penetracji, wprowadzone uszkodzenia są nierównomiernie rozłożone i gęsto na podpowierzchni (zwykle do kilku pierwszych mikrometrów). Aby prawidłowo oszacować ich wpływ eksperymentalna technika nanoindentacji jest szeroko stosowana, umożliwiając sondowanie materiału na setkach nanometrów. Stała się ona stała się niezbędnym narzędziem do charakteryzowania uszkodzeń wywołanych jonami w ciągu ostatnich kilku lat. Proponowane badanie jest zorientowane na ustanowienie eksperymentalno-komputerowej procedury, pozwalającej na efektywną analizę wpływu uszkodzeń indukowanych jonami w stalach RAFM wprowadzonych w szeregu warunków napromieniowania imitujących rzeczywiste zastosowanie i wynikającą z tego analizę zachowania materiału podczas deformacji. Zestaw narzędzi ma być oparty na eksperymentach nanoindentacji, badaniach wykonanych za pomocą sił atomowych, skaningowych i transmisyjnych mikroskopii elektronowych, mikroskopii elektronowej mikroskopii elektronowej, dyfrakcji elektronów wstecznie rozproszonych i zogniskowanego frezowania jonowego w celu kompleksowej analizy cech mikrostrukturalnych związanych z odkształceniem. cech mikrostrukturalnych związanych z reakcją materiału, a także metody elementów skończonych (FEM) i dynamiki molekularnej (MD). obliczenia dynamiki molekularnej (MD) w celu przeniesienia uzyskanej wiedzy na inne skale. MES pozwoli na wyodrębnienie zmodyfikowane prawo napromieniowanego materiału i wykorzystanie go do symulacji konwencjonalnych testów mechanicznych (np. testów rozciągania) w celu potencjalnie powiązać wpływ jonów z neutronami. Z kolei symulacje MD pozwolą na dokładną analizę dyskretnych interakcji między dyslokacjami i neutronami. interakcji między dyslokacjami i defektami wywołanymi promieniowaniem. Projekt będzie realizowany w Centrum Doskonałości NOMATEN i jest ściśle związany z tematem badanym przez CIEMAT, CEA, HZDR, itp. Partnerstwo z wymienionymi ośrodkami badawczymi zostało już nawiązane w ramach projektów Euratom Horizon (M4F, INNUMAT), co zapewnia wyczerpujące możliwości owocnych wspólnych prac i jest zasłużonym potwierdzeniem pozytywnego wpływu na europejską gospodarkę. potwierdzeniem pozytywnego wpływu na społeczność europejską w zakresie stabilnej przyszłości sektora energetycznego. Ponadto Ponadto, aby przyciągnąć przyszłe pokolenia kadry naukowej, zostanie zaproponowany temat doktoratu spójny z projektem, z naciskiem na szczegółowe badania mechaniczne i strukturalne. na szczegółowych badaniach mechanicznych i strukturalnych, a także na badaniu uszkodzeń mechanicznych spowodowanych uderzeniami lub napromieniowaniem. właściwości mechanicznych, gdzie kierownik projektu i mentor będą kierować potencjalnym doktorantem. Wreszcie, proponowany projekt jest kontynuacją mojego doktoratu rozpoczętego pod kierunkiem dr D. Terentyeva. Jeśli zostanie zaakceptowany, w naturalny sposób stworzy ścisłą współpracę między dwoma wiodącymi instytutami badań jądrowych, SCK CEN i NCBJ. Ostatecznie, pomyślne ukończenie projektu ustanowi skumulowaną i sprawdzoną technikę pozwalającą na szybko i bezpiecznie zmierzyć wpływ uszkodzenia napromieniowaniem na właściwości plastyczne stali RAFM. Ponadto może być zastosowana do innych materiałów metalicznych poprzez powtórzenie kroków walidacyjnych, które zostaną ustalone podczas projektu. Badania te badania mogą służyć społeczności zajmującej się materiałami jądrowymi jako narzędzie do charakteryzacji w celu szybszego dostarczania nowych danych badawczych dotyczących strukturalnych materiałów jądrowych po napromieniowaniu, a w konsekwencji przyspieszy nasze wspólne wysiłki na drodze do bardziej stabilnych materiałów jądrowych. wysiłki na drodze do bardziej stabilnego, czystego i zrównoważonego źródła energii dla ludzkości.