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Dr. Eberhard Altstadt

Leiter
Konstruktions­werkstoffe
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Porträt Dr. Kaden, Cornelia; FWOM

Dr. Cornelia Kaden

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orangener PfeilPublika­tionen

orangener PfeilHeiße Zellen

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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 innovativer Werkstoffe für zukünftige Reaktorkonzepte einschließlich Kernfusion
    (e.g. ferritisch/martensitische Chromstähle, oxiddisperionsverfestigte Stähle, neuartige Hochentropielegierungen)

Das methodische Spektrum erlaubt die Betrach­tung der gesamten Wirkungs­kette von Bestrahlungseffekten auf der nm-Skala bis zum makroskopischen mechanischen Werkstoff­verhalten. Ziel ist es, Bestrahlungseffekte zu erkennen, besser zu verstehen und zu mildern. Mit den heißen Zellen zur Untersuchung neu­tronen­bestrahl­ter Material­ien und dem Ionen­strahl­zentrum für Ionen­bestrah­lungs­experimente verfügt das HZDR über eine einzigartige Infra­struk­tur.

Unsere Expertise:

Laufende Projekte

  • Innovative structural materials for fission and fusion
    (INNUMAT, EU, HORIZON-EURATOM, 2022-2026)
  • European Database for Multiscale Modelling of Radiation Damage
    (ENTENTE, EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
  • Fracture mechanics testing of irradiated RPV steels by means of sub-sized specimens
    (FRACTESUS, EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
  • Structural Materials research for safe Long Term Operation of LWR NPPs
    (STRUMAT-LTO, EU-H2020-Euratom, 2020-2024)
  • Untersuchungen zum Ausheilverhalten von Reaktordruckbehälterstählen bei niedrigen Temperaturen
    (WetAnnealing, BMWI, 2020-2025)
  • Physical modelling and modelling-oriented experiments for structural materials 2
    (IOANIS2, EERA-JPNM Pilotprojekt, 2023 - 2027, Koordinator HZDR)
  • In-situ experiments for nuclear applications
    (INSITEX, EERA-JPNM Pilotprojekt, 2023 - 2027)
  • On the use of small punch as high-throughput screening technique to extract mechanical properties of ion irradiated materials
    (SHERPA, EERA-JPNM Pilotprojekt, 2023 - 2027)

Neuste Publikation

Master Curve reference temperature behavior of steels with varying Ni/Mn content and subjected to a fluence of 11x10E19 neutron/cm²

Lindqvist, S.; Kolluri, M.; Cinger, D.; Zarazovskii, M.; Szabolcs, S.; Altstadt, E.

Abstract

The degradation of fracture toughness due to irradiation needs to be understood to assess the structural integrity of reactor pressure vessels for long-term operation. The level of degradation is dependent on the chemical content, particularly of elements like Ni and Mn. The fracture toughness properties for three types of steels (i.e. VVER-1000 steel, western model steel and VVER-1000 welds) with varying contents of Ni and Mn were characterized based on Master Curve T0 reference temperature in reference condition and in irradiated condition. The results show that, in the high fluence region, the shifts in T0 correlate with the content of Ni and Mn, and the scatter in fracture toughness is mostly consistent for the reference and irradiated conditions. At higher T0 values, above 75 °C, T41J gives an increasingly larger estimate compared to T0. The obtained results can be applied to develop new improved embrittlement trends curves for NPP lifetime assessment.

Keywords: High fluence; Ni and Mn; Fracture toughness; Master Curve; Homogeneity

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  • Zweitveröffentlichung erwartet ab 02.01.2026

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-40371

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