Konstruktionswerkstoffe
Die Sicherheit kerntechnischer Anlagen wird maßgeblich durch das mechanische Werkstoffverhalten unter extremen Betriebsbedingungen (Neutronenbestrahlung, hohe Temperaturen) bestimmt. Im Rahmen des Programms NUSAFE (Nuclear Waste Management, Safety and Radiation Research) der Helmholtz-Gemeinschaft untersuchen wir skalenübergreifend das Schädigungs- und Bruchverhalten von bestrahlten Reaktorwerkstoffen. Im Fokus stehen die
- Untersuchung von Langzeitbestrahlungseffekten in Reaktordruckbehälterstähle laufender und neuer Reaktoren im Hinblick auf Laufzeitverlängerung
- Beurteilung der Bestrahlungstoleranz innovative Werkstoffe für zukünftige Reaktorkonzepte
(e.g. ferritisch/martensitischen Chromstähle, oxiddisperionsverfestigten Stähle, neuartige Hochentropielegierungen)
Das methodische Spektrum erlaubt die Betrachtung der gesamten Wirkungskette von mikrostrukturellen Veränderungen auf der nm-Skala durch bestrahlungsinduzierte Schädigung bis zum makroskopischen mechanischen Werkstoffverhalten. Ziel ist die Identifikation der Mechanismen der Strahlenschädigung und die Aufklärung von Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen. Die Arbeiten tragen zum wissenschaftlichen Hintergrund der Sicherheitsbewertung von Kernreaktoren bei. Mit den heißen Zellen zur Untersuchung neutronenbestrahlter Materialien und dem Ionenstrahlzentrum für Ionenbestrahlungsexperimente verfügt das HZDR über eine einzigartige Infrastruktur.
Unsere Expertise:
- Bruchmechanische Prüfung bestrahlter Werkstoffe
- Nano-/Mikrostrukturcharakterisierung bestrahlter Stähle
- Ionenbestrahlung zur Emulation neutroneninduzierter Defekte
Laufende Projekte
- INNUMAT (EU HORIZON-EURATOM, 2022-2026)
- ENTENTE (EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
- FRACTESUS (EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
- STRUMAT-LTO (EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
- WetAnnealing (BMWI, 2020-2025)
- IOANIS 2 (EERA-JPNM Pilote Project, 2023 - 2027)
- INSITEX (EERA-JPNM Pilote Project, 2023 - 2027)
- SHERPA (EERA-JPNM Pilote Project, 2023 - 2027)
Neuste Publikation
Understanding the effect of phosphorous on the ion-irradiation behaviour of RPV model steels using atom probe tomography and nanoindentation
Sharma, D.; Etienne, A.; Henry, R.; Kaden, C.; Picor, M.; Radiguet, B.
Understanding the formation of the embrittling Mn-Ni-Si (MNS)-rich clusters in reactor pressure vessel (RPV) steels is of economic, environmental, and safety importance. Hence we investigated the influence of phosphorous (P) on the formation of MNS-rich clusters in RPV model steels employing atom probe tomography and nanoindentation tests. The atom probe tomography results show that the average number density and volume fraction of clusters decrease slightly with an increase in the bulk P content; however, higher bulk P led to a slight increase in the average diameter of the clusters. A higher amount of bulk P led to higher Cu in the clusters; suggesting synergy between Cu and P. An increase in the irradiation hardening values was observed due to higher bulk P content. This is attributed to the stabilisation of the self-interstitial atoms (SIA) clusters by P. A higher recovery for the sample containing higher bulk P indicated that the SIA clusters dissolved after post-irradiation annealing.
Keywords: Reactor pressure vessel steels; Irradiation effects; Atom probe tomography; Solute clustering; Hardening
Beteiligte Forschungsanlagen
- Ionenstrahlzentrum DOI: 10.17815/jlsrf-3-159
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 37752) publication
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Acta Materialia 270(2024), 119859
DOI: 10.1016/j.actamat.2024.119859
Team
Leitung | |||||
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
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Dr. Eberhard Altstadt | 801/P151 | 2276 | e.altstadthzdr.de | ||
Dr. Cornelia Kaden | 801/P102 | 3431 | c.kaden@hzdr.de, c.heintzehzdr.de | ||
Mitarbeiter | |||||
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
Dr. Frank Bergner | 801/P150 | 3186 | f.bergnerhzdr.de | ||
Dr. Jann-Erik Brandenburg | 801/P152 | 2301 | j.brandenburghzdr.de | ||
Dr. Paul Chekhonin | 801/P146 | 2149 | p.chekhoninhzdr.de | ||
Vanessa Dykas | 801/P105 | 3363 | v.dykashzdr.de | ||
Mario Houska | 801/P148 | 2242 | m.houskahzdr.de | ||
Libang Lai | 801/P153 | 3032 | l.laihzdr.de | ||
Jens Pietzsch | 801/P032 | 2814 3550 | jens.pietzschhzdr.de | ||
Dr. Andreas Ulbricht | 801/P146 | 3155 | a.ulbrichthzdr.de | ||
Tilo Welz | 801/P032 | 2814 | t.welzhzdr.de |