| EUROPEAN COMMISSION DIRECTORATE-GENERAL JRC JOINT RESEARCH CENTRE Institute for Energy Technical and Scientific Support to TACIS and PHARE |
|
TACIS ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Проект TACIS R8.01/98
ПЕРЕВОД, РЕДАКТИРОВАНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДОКУМЕНТОВ
(Распространение Результатов)
-------------------------------------------------
Проект TACIS SRR2/95
Разработка Усовершенствованных методов оценки Радиационного охрупчивания корпусов реакторов ВВЭР 1000/320
ОБЗОР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА
TSSTP/DISS98/ 05 07 022 | Petten, 27.7.2005 |
Авторы: | A. A.Попов / Х. C. риег | NIKIET / EC-JRC-IE | |
Проверено: | A. Краев | INSC | |
Проверено: | Х. Шольц | EC-JRC-IE | |
Одобрено: | M. Биет | EC-JRC-IE |
СОДЕРЖАНИЕ
Аннотация. 3
Предисловие. 4
1. Введение. 4
2. Цели. 5
3. Осуществление. 6
4. Представление и обсуждение проектных результатов. 7
4.1 Цель 1: Определение характеристик локального поля быстрых нейтронов (спектр, доза и интенсивность дозы) с помощью экспериментальных и теоретических средств. 7
4.2 Цель 2: Дальнейшие экспериментальные исследования никеля,
интенсивности дозы и температурных эффектов.. 9
4.3. Цель 3: Разработка физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания.. 11
5. Обзор проектных результатов. 12
5.1. Объем выполненной работы... 12
5.2. Обсуждение.. 13
6. Рекомендации. 14
7. Сокращения. 15
8. Ссылки. 16
Аннотация
Проект SRR2/95 был разработан с целью обеспечения широкого обмена информацией и решения основных проблем, связанных с охрупчиванием материалов корпуса реактора ВВЭР-1000. Ожидалось, что будет найдено лучшее понимание специфических механизмов деградации материала вследствие нейтронного охрупчивания, а также способы их контроля.
Целями данного проекта являются:
§ Определение современного уровня разработок по таким вопросам, как нейтронный спектр, интенсивность дозы облучения, оценки и измерения дозы облучения, а также выработка рекомендаций для точного анализа нейтронных характеристики в типичных местах облучения (экспериментальные цели и/или цели наблюдения);
§ Дальнейшее экспериментальное исследование никеля, интенсивности дозы и температурных эффектов;
§ Оказание поддержки развитию физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания на основе знаний, которыми обладают участники проекта, и проведение специального исследования на отобранных образцах.
Обширный анализ различных экспериментальных, аналитических и исходных результатов определения параметров нейтронных полей (нейтронные спектры, доза облучения и интенсивность дозы облучения) позволил проанализировать степень уместности этих результатов для удовлетворения будущих потребностей и для выработки рекомендаций по обеспечению наилучшей практики оценки контрольных и экспериментальных данных по реактору ВВЭР-1000.
Экспериментальная программа облучения выполнялась в соответствии с поставленной целью. К сожалению, микроструктурные исследования и механические испытания не смогли прояснить главный вопрос - есть подтверждение «никелевому эффекту» или нет. Можно было бы дать более последовательную оценку температурному эффекту (Tk/T ~ -1ºC/ºC), а проблема эффекта флакса все еще находится на стадии открытой дискуссии.
Оказалось, что разработка физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания на основе результатов данного проекта невозможна по многим причинам. В основном, это касается наличия непоследовательных и не убедительных экспериментальных данных и недостатков в микроструктурных исследованиях. Таким образом, экспериментальная работа была сведена к анализу расширенной базы данных по результатам ударных испытаний Шарпи V. Итог этой работы – упрощенная модель, учитывающая воздействие никеля и марганца.
Предложенные рекомендации направлены на проведение последовательного анализа эффективности дозиметрии и обеспечения веских входных данных для определения характеристик нейтронных полей, дальнейшего исследования спектра и эффекта флакса, и для завершения микроструктурных исследований механизмов охрупчивания, обеспечивая, таким образом, физически обоснованное моделирование.
Предисловие
Работа финансировалась Генеральным Директоратом 1А Комиссии Европейских Сообществ в рамках двух контрактов (97-0804 & 97-0806), заключенных с Belgatom SA, Electricité de France (EDF), Forschungszentrum Rossendorf (FZR) и Siemens KWU (в настоящее время - Framatome ANP GmbH), выступающим в роли руководителя. Общий бюджет составляет 1.076.900 €.
Бенефициарии – МИНАТОМ (Россия) и ГОСКОМАТОМ (Украина).
Местный Субподрядчик – АТОМЭНЕРГОЭКСПОРТ (иначе, АТОМСТРОЙЭКСПОРТ) при поддержке со стороны РНЦ «Институт им. Курчатова» (технический руководитель).
Под техническим руководством со стороны РНЦ «Институт им. Курчатова» в выполнение проекта были вовлечены многие ведущие эксперты и организации из России, Украины, Чехии и Болгарии.
Общая длительность выполнения проекта – около 46 месяцев. Было разрешено продлить проект на 8 месяцев, чтобы компенсировать задержку по поставкам облученных образцов (авария на Блоке 5 Нововоронежской АЭС во время цикла облучения). 2 смежных контракта вступили в силу 2ого февраля 1998 года. Дата завершения проекта – 2ого октября 2001 года.
Работа проводилась в соответствии с требованиями, определенными в программе обеспечения качества, на основе соответствующих стандартов МАГАТЭ и других международных стандартов, применимых к ядерным установкам.
1. Введение
Реакторы ВВЭР (1000/302, 388 и 320) последнего поколения будут вырабатывать наибольший объем ядерной энергии для России и Украины в течение последующих десятилетий.
Исследования, выполняемые с начала 90-х годов в рамках различных проектов (мероприятия МАГАТЭ, проекты ТАСИС, двухсторонние проекты), выявили некоторые слабые места в отношении анализа целостности корпуса реактора. Существует общая озабоченность по поводу возможного неблагоприятного эффекта никеля и других элементов, например, марганца, на кинетику охрупчивания, и эмпирические законы прогнозирования, используемые на стадии проектирования, не охватывают данную проблему. В то же время, уже в течение нескольких лет подчеркивается, что программы наблюдения за станциями страдают и от проектных недостатков и от слабого проведения анализов. Нужно признать, что существующие результаты наблюдения не позволяют выполнить точное обоснование свойств материалов.
Соответственно, на международном уровне вставал вопрос, есть ли срочная необходимость в реализации смягчающих мер, по крайней мере, на некоторых станциях с реакторами ВВЭР-1000 для повышения запасов безопасности по событиям PTS.
Эксперты высокого уровня из Европы выразили идею о том, что необходимо воспользоваться в полной мере программами TACIS/PHARE с целью развития долгосрочного сотрудничества в области технологий и исследований безопасности реакторов.
Цель проекта SRR2/95- обеспечение широкого обмена информацией и попытка решить основные проблемы, связанные с охрупчиванием материалов корпуса реактора ВВЭР-1000. Целью было и достижение лучшего понимания механизмов деградации материала вследствие нейтронного охрупчивания и определение способов их контроля.
Параллельно с этим, в рамках других проектов TACIS проводился анализ целостности корпусов реакторов, включая аспекты охрупчивания на Южно-Украинской АЭС (U1.02/92 A2), где эксплуатируются 3 различных блока, и общий анализ (R2.09/94). Эти проекты подтвердили, что запасы безопасности могут не быть достаточно высокими для того, чтобы справиться с проектным окончанием срока службы даже без учета «никелевого эффекта», и было осуществлено более раннее внедрение устройств нагрева воды САОЗ. Последующий проект (R2.06/96) сделал возможным использование оригинальных образцов-свидетелей для мониторинга эффектов охрупчивания.
2. Цели
Целью является разработка веской основы для выполнения надежной оценки и прогнозирования эффектов охрупчивания, используя материалы корпуса реактора ВВЭР-1000/320. В рамках рассмотрения основных вопросов безопасности необходимо проанализировать недостатки, существующие в программах наблюдения (большой разброс в интенсивности дозы облучения в пределах одного набора образцов, спорная температура облучения), и возможный неблагоприятный «никелевый эффект».
В рамках проекта TACIS SRR2/95 необходимо было устранить вышеуказанные недостатки через улучшение и гармонизацию оборудования и существующих практик.
Другими целями проекта являлись:
§ Определение современного уровня развития таких аспектов, как спектр нейтронов, интенсивность дозы, оценки и измерение дозы, и выработка рекомендаций по выполнению точного анализа нейтронных характеристик в различных источниках облучения (экспериментальные цели и/или цели наблюдения);
§ Дальнейшее экспериментальное изучение никеля, интенсивности дозы и температурных эффектов;
§ Поддержание разработки физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания, привлекая знания участников проекта, и осуществление более конкретного изучения отобранных образцов для проведения вышеуказанных экспериментов.
3. Осуществление
Несмотря на то, что в проекте принимали участие многие организации из различных стран, схема управления проектом в рамках контрактов достаточно ясна и эффективна. Проекты включают детальное описание задач, комплексный план выполнения работ и распределение обязанностей по всем техническим задачам и управлению проектом.
Для достижения поставленных целей определены и выполнены 14 задач:
· Задача 1: план проведения испытаний;
· Задача 2: измерение нейтронного флюенса в корпусах реакторов ВВЭР-1000 (Балаково-3 и Ровно-3);
· Задача 3: измерение нейтронного флюенса на испытательном стенде “КОРПУС”;
· Задача 4: измерение флюенса внутри LR-0;
· Задача 5: реальное измерение и оценка нейтронных детекторов;
· Задача 6: материалы для облучения;
· Задача 7: механическое испытание;
· Задача 8: микроструктурный анализ;
· Задача 9: точный расчет флюенса для ВВЭР-1000 на испытательном стенде “КОРПУС” и “LR-0”;
· Задача 10: Сравнение расчетов и экспериментов;
· Задача 11: улучшение нейтронных данных: методы и коды;
· Задача 12: расчет флюенса для образцов-свидетелей ВВЭР-1000;
· Задачи 13 и 14: корреляция и моделирование.
Представлено 33 документа (см. раздел 8) (на английском языке и некоторые на русском), охватывающие полный объем ожидаемых задач. Качество отчетов разное. Был собран и представлен в отчетах значительный объем информации и сделаны некоторые выводы, но не всегда очевидно признание этих выводов со стороны экспертов, несмотря на невероятное усилие, сделанное в окончательном отчете.
Дополнительное продление 2ого контракта разрешено не было, и, следовательно, нельзя было выполнить часть первоначально планируемых задач (например, задачи 13 и 14), что, в результате, привело к слабым выводам по наиболее привлекательной и инновационной цели (моделирование нейтронного охрупчивания).
4. Представление и обсуждение проектных результатов
4.1 Цель 1: Определение характеристик локального поля быстрых нейтронов (спектр, доза и интенсивность дозы) с помощью экспериментальных и теоретических средств.
Задачи 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11 и 12 служили выполнению цели номер 1.
В рамках проекта TACIS SRR2/95 основная работа была направлена на разработку точных методов экспериментального определения и расчета доз нейтронного облучения реакторов ВВЭР-1000 на основе результатов, полученных для проведения анализа и экспертной оценки.
Проанализированы начальные измерения дозы нейтронного облучения на установке КОРПУС в RBT-6 (RIAR) для рядов 1-3 с привлечением различных дозиметров и нескольких команд экспертов России, Германии и Болгарии. В большинстве случаев обнаружено удовлетворительное согласование между результатами, полученными различными экспериментальными методами. Выявлено небольшое число значимых отклонений. Рекомендовано дальнейшее продолжение анализа с привлечением имеющихся экспериментальных дозиметрических данных для рядов 1 и 2 (получены Западными специалистами).
В отчетах отражено, что эксперименты по дозиметрии бывшего корпуса реактора на Балаково-3 и Ровно-3 и сравнение с расчетами дозы нейтронного облучения являются достаточно последовательными и могут быть использованы для анализа регулирования индивидуальных дозиметров и служить надежной основой для обоснования метода нейтронного переноса. Предложено использовать эксперимент, проведенный на Балаково-3, как основу для проведения международного полномасштабного эксперимента по дозиметрии реактора.
Были проанализированы измерения эталонных нейтронных спектров и маршрута деления и активации, выполненные в отводящем канале (с моделью устройства облучения и без нее) в активной зоне, на внутренней и внешней поверхности корпуса реактора и внутри него (1/4 толщины) (макет ВВЭР-1000 (LRO). Формы спектров на внутренней поверхности корпуса реактора, на перегородке и в активной зоне являются сравнимыми (E < 2 MeV), но они значительно отличаются от формы спектра внутри стенки корпуса реактора. Были проанализированы измерения маршрута и активации, и эти измерения сравнивались с расчетными результатами.
Сравнение экспериментальных и аналитических данных на макете и в реакторе на основе современных методологий и библиотек ядерных данных показывает, что неопределенность по основным характеристикам полей быстрых нейтронов может достигать 20%. Основным источником неопределенности может быть слабое определение распределений выгорания топлива и локальной мощности в периферии активной зоны (особенно, в пределах зоны воздействия исследуемой области). Рекомендуется обратить особое внимание на эту проблему.
Аналогичные результаты дают имеющиеся многогрупповые библиотеки поперечного сечения (BUGLE-96 / BGL 1000), полученные из базы ENDF/B-VI.
Расчеты дискретных ординат и по методу Монте-Карло (с постоянным поперечным сечением зависимости от энергии) демонстрируют значительное отличие (около 10%) по затуханию нейтронов через опускную трубу (водяной зазор). Более высокий порядок аппроксимации описания источника (P7S16) для расчетов дискретных ординат показывает хорошее согласование с результатами расчетов по методу Монте-Карло. Это предполагает тот факт, что отличие связано с анизотропией источника, и здесь необходимо решить несколько важных практических вопросов.
Для затухания через корпус реактора показана хорошая последовательность результатов расчетов по методу Монте-Карло, но их отклонения от экспериментальных результатов предполагают, что в библиотеке ENDF/B-VI ядерные данные по железу не являются достаточно точными.
Чрезвычайно рекомендуется использование технологии параллельных расчетов на мультипроцессорном компьютере с целью значительного снижения вклада в неопределенности, который имеет место вследствие:
· Неточного описания реальной системы сеточной моделью,
· Аппроксимации дискретных ординат низкого порядка и описания анизотропии рассеяния,
· Многогрупповой аппроксимации.
Рекомендуется улучшить оценку дозы нейтронного облучения, благодаря учету самой локальной среды (верификация расположения капсул в соответствии с распределением активности 54Mn, точное циклическое моделирование распределений выгорания топлива и локальной мощности (в конечном итоге, стержень за стержнем) в верхней части примыкающих топливных сборок). Кроме того, предложено повысить точность оценки дозы нейтронного облучения для набора образцов-свидетелей через введение активности 93mNb при использовании материалов из нержавеющей стали топливной сборки.
На этой стадии анализа предполагается, что оценка доз нейтронного облучения образцов, испытываемых в рамках данного проекта, велась в соответствии в указанными рекомендациями, и для прояснения проблемы необходимо проведение углубленного анализа.
4.2 Цель 2: Дальнейшие экспериментальные исследования никеля, интенсивности дозы и температурных эффектов
Задачи 1, 6, 7 и 8 служили выполнению цели номер 2.
В предложенной испытательной матрице были рассмотрены три аспекта (никель, интенсивность облучения и температура). Учитывалось, что эталонное облучение будет иметь место в определенных местах облучения на эталонном блоке (НВАЭС-5).
Ожидаемая температура облучения - 290/295ºC. Были определены целевые дозы нейтронного облучения - умеренная доза (FE>0.5 MeV ~ 2/3.1019 n/cm2) и доза, соответствующая проектному уровню EOL (FE>0.5 MeV ~ 5/6.1019 n/cm2). Отобраны 4 типичных материала сварного шва с различным содержанием никеля (1,1 до 1,8%).
Предполагалось, что имеющиеся результаты по одному материалу (сварной шов nº 3) в ВВЭР - 440 (T ~ 270ºC & dF/dtE>0.5 MeV ~ 6.1011 н/см2.s) и в ВВЭР-1000 (T ~ 290/295ºC ºC & dF/dtE>0.5 MeV ~ 7.1010 n/cm2.s) помогут оценить температурный эффект и эффект флакса. Для обоих эффектов рассматривалась низкая доза нейтронного облучения (FE > 0.5 MeV ~ 1,5.1019 n/cm2), а для температурного эффекта также рассматривались более высокие дозы (FE > 0.5 MeV ~ 5/6 & 8,5.1019 n/cm2).
В окончательном отчете представлены стандартные результаты ударных испытаний Шарпи V и растягивающие свойства. Даже если материалы с высоким содержанием никеля показывают тенденцию к высокой чувствительности, эффект никеля не является очевидным для исследуемого диапазоны дозы нейтронного облучения (рисунок 1). Разброс экспериментальных данных (индивидуальные измерения, число образцов в одном наборе, дополнительный разброс дозы нейтронного облучения вследствие объединения восстановленных образцов в одном наборе), возможный эффект флакса, эффекты примесей, … могут скрывать этот ожидаемый эффект. В соответствии с подходом «эталонной кривой» проводились измерения для одного материала (сварной шов nº 1). Оказывается, что соответствующие сдвиги эталонной температуры являются более реалистичными.
В резюме окончательного отчета также представлены результаты анализа материалов сварных швов типа NiCrMo с различным содержанием никеля, который проводился на Framatome ANP GmbH. Результаты показывают наличие эффекта насыщения для материла с низким содержанием никеля (~ 1%) для доз нейтронного облучения (FE>0.5 MeV) выше, чем 1.1019 н/см2, и квазилинейного увеличение сдвига эталонной температуры для материала с высоким содержанием никеля (~ 1,7%).
Рисунок 1: результаты ударного испытания Шарпи V (окончательный отчет TGM/2002/en/0016 раздел 6.7.2.2)
В РНЦ «Институт им. Курчатова» и FZR были проведены анализы применимости метода активации (метод Cottrell-Stokes) на основе результатов испытаний образцов малого размера на не аксиальное растяжение. Ограниченное число образцов не позволило выявить какой-либо никелевый эффект, и это экспериментальное исследование рассматривалось, как не адекватное для идентификации эффектов нейтронного охрупчивания.
Результаты, полученные для сварного шва nº 3, демонстрируют температурный эффект (dTk/dT~ -1ºC/ºC). Это соответствует результатам, полученным ранее фирмой Framatome ANP GmbH по материалам сварного шва типа NiCrMo, и результатам, опубликованным в открытой литературе.
Эффект флакса (dTk ~ 20ºC) представлен в отчете на основе сравнения результатов, полученных для сварного шва nº 3 (dF/dtE>0.5 MeV ~ 6.1011 н/см2.s) при самой низкой интенсивности дозы облучения (FE > 0.5 MeV ~ 1,5.1019 н/см2), с результатами испытания образцов-свидетелей (dF/dtE>0.5 MeV ~ 7.1010 н/см2.s). Тем не менее, надежность этого уникального результата находится под вопросом, поскольку на результаты наблюдения могут влиять значительные неопределенности, и результаты наблюдения находятся в противоречии со многими другими результатами. Следовательно, эта проблема находится на стадии дискуссии между экспертами.
Микроструктурные анализы (металлография, SANS, ATEM, ASAXS, TEM) выполнялись на образцах из материалов сварного шва nº1 & 3. Анализы SANS и TEM продемонстрировали некоторые эффекты нейтронного охрупчивания (плотность и размер дефектов), но эти методы не позволили выявить каких-либо значительных различий, которые могли бы отразить никелевый эффект. В отчете представлено подтверждение межкристаллитных разрывов, но необходимые параметры не совсем понятны.
В рамках данного проекта планируемые анализы AFPIM выполнены не были.
4.3. Цель 3: Разработка физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания
Задачи 13 и 14 служили цели выполнения цели номер 3.
Целью является использование результатов (микроструктурные анализы и механические испытания), полученных в этом проекте, как основы для выполнения оценки возможной физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания. Многообещающей является согласованность между испытательной матрицей и планируемой программой.
Руководство проекта должно было предвидеть, что может столкнуться с неожидаемыми событиями и результатами, например, отсутствие подтверждения никелевого эффекта в микроструктурных анализах и механических испытаниях, а также недостатки в микроструктурных анализах, что сделало невозможным планируемое применение модели SCK/CEN.
Следовательно, теоретическая работа была сведена к анализу расширенной базы данных по результатам ударного испытания Шарпи V. Эта расширенная база данных (рисунок 2[1]) включает результаты, полученные в рамках этой программы, а также имеющиеся результаты по 5ому материалу (шов nº5) и более высоким дозам нейтронного облучения (сварные швы nº4 & 5).
РНЦ «Институт им. Курчатова» представил анализы этих данных. Они включают подгонку многочленных и упрощенных (dTkF = AF. F1/3 + BF. F) моделей и анализы имеющихся контрольных данных по воздействию других примесей/элементов.
Дано гипотетическое заключение, предлагающее упрощенную модель, учитывающую влияние никеля и марганца (dTkF = (20,3.Ni[%] + 27,7.Mn[%] + 36,7).F1/3).
Актуальность этого предложения является спорной по нескольким причинам, например :
· Возможные расхождения, вызванные объединением результатов различного происхождения,
· Необъясненные различия в температурных сдвигах, обозначенные в задачах 7 (окончательный отчет TGM/2002/en/0016 раздел 6.7.2.2) и 13/14 (окончательный отчет TGM/2002/en/0016 раздел 6.13.2.2.1).
Кроме того, необходимо заметить, что настройка модели чрезвычайно зависит от имеющихся результатов.
Рисунок 2: результаты ударного испытания Шарпи V (окончательный отчет TGM/2002/en/0016 раздел 6.13.2.2.1)
5. Обзор проектных результатов
5.1. Объем выполненной работы
Этот проект отличается от других проектов TACIS. Даже реализация этого проекта была другой (2 контракта, привлечение нескольких Восточноевропейских организаций с Российским субподрядчиком). Следовательно, обеспечение поэтапного анализа могло бы стать хорошим подспорьем в управлении технической стороной проекта.
Кроме того, неожидаемые события (потеря образцов во время облучения на НВАЭС-5, ядерная авария во время транспортировки образцов) привели, в конечном итоге, к «административному закрытию», что, соответственно, имело негативный эффект на выполнение некоторых задач (некоторые задачи не могли быть выполнены) и на качество подготовки отчетов, поскольку окончательная документация готовилась после даты «формального» закрытия (02/10/01).
В разделе 8 дан перечень технических поставок. Некоторые отчеты не отвечают требованиям программы обеспечения качества с точки зрения их идентификации. Другие отчеты страдают ошибками и опечатками, что затрудняет их использование, а в некоторых случаях делает просто невозможным (например, ссылка 22 в приложении 1).
Используя результаты данного проекта необходимо тщательно рассмотреть следующие проблемы:
· Окончательный отчет не содержит последовательной информации по поводу полноты проекта. Очевидно, что в рамках данного проекта некоторые задачи выполнены не были (исследования APFIM, анализ применимости модели SCK/CEN);
· База данных, используемая для Задач 13 & 14 включает результаты, которые не соответствуют результатам, приведенным в отчете по Задаче 8 (большая часть сдвигов эталонной температуры, измеренных на четырех материалах сварного шва, являются другими), и не дается никакого понятного объяснения;
· В рамках данного контракта не были выполнены планируемые исследования AFPIM.
5.2. Обсуждение
Обширный анализ различных экспериментальных и аналитических результатов по определению параметров нейтронных полей (нейтронные спектры, доза и интенсивность дозы) позволяет оценить актуальность этих результатов, выявить будущие потребности и рекомендовать наилучшую практику анализа контрольных и экспериментальных данных по ВВЭР-1000. Для регулирования спектра необходимо учитывать локальную среду (геометрия, мощность и распределение выгорания топлива), детальную историю мощности (цикл за циклом) и активность ниобия. Такая практика должна стать обычной для выполнения программы наблюдения. Но не совсем понятно, было ли это сделано при анализе результатов проекта.
Экспериментальная программа облучения выполнялась в соответствии с поставленной целью. К сожалению, микроструктурные анализы и механические испытания не смогли прояснить главной цели - есть ли подтверждение «никелевому эффекту» или нет. Температурный эффект мог бы быть оценен (dTk/dT ~ -1ºC/ºC) более последовательно, и эффект флакса остается в открытой дискуссии. Также был сделан вывод, что анализ активации (метод Cotrell-Stokes), основанный на результатах испытания образцов малого размера на не аксиальное растяжение, является не уместным для идентификации эффектов нейтронного охрупчивания. Кроме того, подчеркивается, что планируемые исследования AFPIM не были выполнены в рамках этого контракта вследствие задержки доставки образцов в лабораторию.
Оказывается, что разработка физически обоснованной модели нейтронного охрупчивания на основе результатов этого проекта не возможна по многим причинам. В основном, это связано с не последовательными и не убедительными экспериментальными данными и недостатками, присутствующими в микроструктурных анализах. Следовательно, ожидаемое применение модели SCK/CEN было отложено в сторону. Таким образом, теоретическая работа была сведена к анализу расширенной базы данных по результатам ударных испытаний Шарпи V. Итогом этой работы является упрощенная модель, учитывающая влияние никеля и марганца. Это предложение не зависит, в основном, от экспериментальных результатов, полученных в рамках этого проекта, и остается спорным по многим причинам.
6. Рекомендации
Партнеры проекта выработали следующие рекомендации:
· Все имеющиеся экспериментальные данные по дозиметрии реактора (внутри лабораторный анализ, эксперимент по бывшему корпусу реактора Балаково-3 и эксперимент, проводимый на испытательном стенде КОРПУС) должны быть привлечены при проведении обширного международного исследования;
· Необходимо оценить эффект спектра и его последствия для программы испытания образцов-свидетелей;
· Необходимы подготовка, наличие и обоснование веских данных;
· Необходимо подтверждение синергического эффекта между марганцем и никелем на основе микроструктурных исследований;
· Для изучения эффекта флакса необходимо проводить дальнейшее изучение данных;
· Физически обоснованное моделирование нуждается в результатах по аспекту разрушения вследствие охрупчивания. Первоначально планируемые исследования APFIM на имеющихся образцах оказали бы значительное содействие в решении этого вопроса.
7. Сокращения
VVER: | Российский водо-водяной реактор под давлением |
RPV: | Корпус реактора под давлением |
ECCS | Аварийная система охлаждения активной зоны |
Korpus & RBT-6 | Исследовательские реакторы, расположенные в Димитровграде (RF) |
LR-0 | Исследовательский реактор нулевой мощности, расположенный в Rez (Чехия) |
BUGLE-96 | ) |
BGL 1000 | ) библиотеки многогрупповых сечений |
ENDF/B-VI | ) |
FE>a MeV: | Доза нейтронного облучения (энергия нейтронов выше, чем a MeV) |
Charpy V: | Образцы с V-вырезом для ударных испытаний |
Tk: | Температура вязкохрупкого перехода, определяемая с помощью результатов ударных испытаний Charpy V, выполненных в соответствии с Российскими стандартами |
dTk: | Сдвиг Tk вследствие зависимых от времени механизмов деградации (dTkF = вследствие нейтронного охрупчивания / dTkT = вследствие термического старения / dTkN = вследствие малоцикловой усталости) |
Af & Bf: | Факторы нейтронного облучения |
SANS: | Мало-угловое нейтронное рассеяние |
ASAXS | Аномальное мало-угловое рентгеновское рассеяние |
APFIM : | Ионная микроскопия поля атомного зонда |
ATEM | Аналитическая электронная микроскопия трансмиссии |
TEM: | Электронная микроскопия трансмиссии |
TOR: | Круг полномочий |
Belgatom SA | Бельгийская энергокомпания |
EDF | Electricité de France (Французская энергокомпания) |
FZR | Forschungszentrum Rosendorf (Немецкий исследовательский цент, расположенный в Росендорфе) |
Siemens KWU | Немецкая фирма-поставщик АЭС и провайдер услуг ( в настоящее время - Framatome ANP GmbH) |
SCK/CEN: | Бельгийский ядерный исследовательский центр, расположенный в Mol (B) |
ATOMENERGOEXPORT: | Российская компания для экспорта ядерных установок и услуг ( в настоящее время - АТОМСТРОЙЭКСПОРТ) |
RRC KI: | РНЦ «Институт им. Курчатова», расположенный в Москве (РФ) |
RIAR | Российский ядерный исследовательский центр и установка облучения, расположенные в Димитровграде (РФ) |
MINATOM: | Российское Министерство Атомной Энергии (в настоящее время – РОСАТОМ) |
GOSKOMATOM: | Государственный Комитет по Использованию Атомной Энергии (в настоящее время –РОСАТОМ) |
IAEA: | Международное Агентство по Атомной Энергии |
CEC: | Комиссия Европейских Сообществ |
TACIS: | Оказание технической поддержки странам СНГ |
PHARE | Оказание поддержки со стороны Польши и Венгрии в преобразовании экономики |
8. Ссылки
1- Испытательная матрица
2- SR295 TR Task 2.doc - FZR - 8/6/99 – Измерения флюенса на Балаково-3 и Ровно-3
3- 200-05/255 - GAN - ?/?/99 – Измерения флюенса на Балаково-3 и Ровно-3
4- SRR295/GD/03/01 - RRC KI - 10/?/00 – Начальные измерения нейтронов на установке Корпус
5- SR95 TR Task 3.doc - FZR - 11/17/00 – Измерения нейтронного флюенса на установке КОРПУС
6- SRR295/GD/04/01 - RRC KI - 1/?/01 – измерения нейтронных спектров в пределах установки LR-0 – ответ на анализ технических отчетов по подзадачам 4.1 & 4.2
7- R295/GD/0401/01 - RRC KI - 3/15/00 – измерения эталонных нейтронных спектров на макете реактора ВВЭР-1000
8- R295/GD/0401/01 - RRC KI - 3/15/00 – измерения нейтронных спектров на макете ВВЭР-1000 с помощью модели оборудования облучения и капсульных образцов
9- R295/GD/0701/01/0 - RRC KI - 7/?/00 – измерения активности и оценка нейтронных детекторов – механическое испытание образцов
10- ENMRE/0002198A – EDF - 12/14/00 - TACIS PROJECT SRR2/95 – анализ задачи 5: измерения активности и оценка нейтронных детекторов
11- SRR2/95/GD/0601/0 - RRC KI - 2/?/99 – эксперимент по облучению материалов на НВАЭС-5 – подготовка образцов, дозиметров и оборудования облучения
12- SNP NT1/2000/E419 - Siemens KWU - 12/6/00 – оборудование облучения материалов на НВАЭС-5 – анализ отчета РНЦ «Институт им. Курчатова»
13- SRR2/95/GD/0602/0 – РНЦ КИ - 4/?/00 – эксперимент по облучению материалов на НВАЭС-5
14- SR295 TR Task 7n. doc – FZR - 1/31/01 – механическое испытание: экспериментальное определение параметров активации с помощью испытаний на растяжение (Cottrel-Stokes Tests)
15- SNP NT1/2000/E429 - Siemens KWU - 12/19/00 – поведение металла сварного шва - NiCrMo при облучении – влияние содержания никеля
16- SNP NT1/2000/E431 - Siemens KWU - 12/19/00 – поведение металла сварного шва-NiCrMo – влияние температуры облучения
17- FANPNT1/2001/en/431 - FRA ANP - 9/28/01 - Pellini – испытание основного металла 15X2HNA Российского корпуса реактора
18- SR295 TR Task 8 1.doc – FZR - 4/2/01 – микроструктурные анализы
19- SR295 TR Task 8 2.doc – FZR - 4/2/01 – микроструктурные анализы
20- SRR2/95/GD/0801/0 - RRC KI - 1/?/01 – структурные анализы
21- SRR295/GD/09/01 - RRC KI - ?/?/00 – точные расчеты переноса для ВВЭР-1000, КОРПУС и LR-0
22- SNP-NDS4/00/E3539 - Siemens KWU - 7/24/00 - ROVNO 3 – нейтронное облучение, зарегистрированное внутри и за пределами корпуса реактора - эксперимент по бывшему корпусу реактора
23- KWU-NDS4/00/E3514 - Siemens KWU - 4/4/00 - BALAKOVO 3 – нейтронное облучение, зарегистрированное внутри и за пределами корпуса реактора - эксперимент по бывшему корпусу реактора
24- SR295 TR Task 9.doc – FZR - 11/17/00 – точные расчеты по переносу для ВВЭР-1000, КОРПУС и LR-0
25- SRR295/GD/10/01 - RRC KI - ?/?/01 – сравнение экспериментальных и расчетных данных
26- SR295 TR Task 10.doc – FZR - 11/17/00 – сравнение расчетов и экспериментов, включая корректировку данных по флюенсу
27- SR295 TR Task 11.doc – FZR - 7/18/01 – улучшение данных по нейтронам и теоретических методов для компьютерного расчета нейтронной нагрузки
28- SRR295/GD/11/01 - RRC KI - ?/?/01 – улучшение данных по нейтронам, методов и кодов
29- SRR295/GD/12/01 - RRC KI - 7/?/00 – расчет флюенсов для образцов-свидетелей ВВЭР-1000
30- SR295 TR Task 12.doc – FZR - 11/17/00 – расчет флюенсов для образцов-свидетелей ВВЭР-1000
31- SNP-NDS4/00/E3549 - Siemens KWU - 9/15/00 – НВАЭС - 5 – эксперимент по облучению материалов – флюенс нейтронов E > 0.5 MeV
32- SRR2/95/GD/0901/01 - RRC KI - 8/?/01 – корреляция и моделирование
33- TGM/2002/en/0016 - Siemens KWU - 1/31/02 – разработка усовершенствованных методов для оценки охрупчивания корпуса реактора ВВЭР-1000/320 при облучении - Окончательный отчет
-----------------------------------------------------------------
[1] Открытые символы представляют результаты, добавленные к тем, что были получены в рамках данного проекта (сварной шов n° 5)
Основные порталы (построено редакторами)