Abteilung Konstruktionswerkstoffe

Im Rahmen des Programms NUSAFE (Nuclear Waste Management, Safety and Radiation Research) der Helmholtz-Gemeinschaft untersuchen wir Werkstoffe, die der Bestrahlung mit energiereichen Teilchen ausgesetzt sind.

Neutronenbestrahlung führt zur Bildung von nm-skaligen Defekten wie Versetzungsringen und Fremdatomclustern. Diese Defekte bewirken eine Härtung des Reaktordruckbehälterstahls, die mit einer Abnahme des Bruchwiderstands verbunden ist. Werkstoffe für weiterentwickelte Reaktorkonzepte werden höheren Temperaturen und Neutronenfluenzen ausgesetzt sein. Das Hauptziel unserer Forschung besteht darin, die Mechanismen der Strahlenschädigung zu identifizieren und die resultierenden Änderungen der mechanischen Eigenschaften zu bewerten.

Die Abteilung verfolgt zwei Hauptrichtungen:

• Für laufende Kernkraftwerke ist das Augenmerk auf Langzeitbestrahlungseffekte in Druckbehälterstählen gerichtet.
• Im Rahmen weiterentwickelter Reaktorkonzepte beschäftigen wir uns mit ferritisch/martensitischen Chromstählen, oxiddisperionsverfestigten Stählen und der neuen Materialklasse der Hochentropielegierungen.

Die neuen Einsichten tragen substanziell zum wissenschaftlichen Hintergrund der Sicherheitsbewertung von Kernreaktoren bei. Die Arbeiten sind in die Euratom-Projekte SOTERIA, MATISSE und M4F eingebunden. Die enge Zusammenarbeit mit der Gruppe Grundlagen und Simulation ermöglicht ein vertieftes Verständnis durch atomistische Simulationen.

Unsere Expertise:

• Bruchmechanische Prüfung bestrahlter Werkstoffe
• Materialcharakterisierung auf der nm-Skala
• Ionenbestrahlung zur Emulation neutroneninduzierter Defekte

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