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Porträt Dr. Kaden, Cornelia; FWOM

Dr. Cornelia Kaden

c.kaden@hzdr.de, c.heintzeAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 3431

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

International Round Robin on Ion Irradiation of Alloy T91 and Comparison with Neutron Irradiation

Was, G. S.; Cabet, C.; Kaden, C.; Hernández Mayoral, M.; Pareige, C.; Bhattacharyya, D.; David, C.; Hardie, C.; Terentyev, D.; Weber, W.; Wei, T.; Naab, F.; Pauly, V.

Abstract

An international collaboration was established as a Coordinated Research Project (CRP) under the IAEA and entitled Accelerator Simulation and Theoretical Modelling of Radiation Effects-II (SMoRE-II). It was created to determine, by way of a Round Robin process, the degree to which ion irradiations produced the same irradiated microstructure when conducted in different labs on the same alloy and provided with the same irradiation protocol. The Round Robin consisted of 13 participating organizations from 9 IAEA member states with ion irradiations conducted at all CRP partner sites on samples of a single alloy (T91) from a single billet with the same thermal-mechanical history, and with a specific protocol for conducting the irradiations. Of the 14 parameters specified for the ion irradiations, only 1 of 12 facilities was able to follow the protocol exactly. Major differences included vacuum pressure, temperature measurement and control, beam mode (raster-scanning vs. steady beam), and dosimetry. The microstructure features characterized were the sizes and number densities of cavities,
dislocation loops, precipitates, and the radiation induced segregation. While loop size and
number density appeared to correlate with carbon content, no such correlation was identified
for cavities. The divergence from the irradiation protocol undoubtedly affected the irradiated
microstructure with carbon contamination occurring in most cases. The cavity, dislocation loop
and precipitate microstructures all fell within the range of that in the literature. Additionally, a
T91 sample that was irradiated to 47 dpa at 376°C in the BOR-60 reactor was selected for
comparison of the microstructure to those in the Round Robin study.

Keywords: Round Robin; ion irradiation; IAEA CRP; microstructure; neutron irradiation; ion beam analysis

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-41287


Mehr Publikationen


Team


Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Eberhard Altstadt801/P1512276
e.altstadtAthzdr.de
Dr. Cornelia Kaden801/P1023431
c.kaden@hzdr.de, c.heintzeAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Frank Bergner801/P1503186
f.bergnerAthzdr.de
Dr. Paul Chekhonin801/P1462149
p.chekhoninAthzdr.de
Vanessa Dykas801/P1053363
v.dykasAthzdr.de
Mario Houska801/P1482242
m.houskaAthzdr.de
Jens Pietzsch801/P0322814
3550
jens.pietzschAthzdr.de
Dr. Andreas Ulbricht801/P1463155
Wolfgang Webersinke801/P1482766
2129
w.webersinkeAthzdr.de
Tilo Welz801/P0322814
t.welzAthzdr.de