水-水核反应堆(全球最普遍的反应堆类型)VVER-440的外壳是核电装置最重要的组成部分之一,其可靠性和性能在很大程度上决定着核电站的整体安全。
在使用过程中,受快中子辐照影响,形成纳米尺寸的辐照缺陷和辐照诱导相,使反应堆外壳钢材发生辐照硬化(塑性下降),结果钢材的抗裂性降低,反应堆外壳的使用寿命因此受到限制。为延长VVER-440反应堆外壳的使用寿命,1991年对多个反应堆外壳做了还原退火处理,使之使用寿命延长至45年。
退火技术由库尔恰托夫研究所开发,并已获得专利。退火是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺。
© 照片 : Evgenia Kulikova, NRNU MEPhI俄专家将使核反应堆"返老还童" 提升核电站安全性
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俄专家将使核反应堆"返老还童" 提升核电站安全性
© 照片 : Evgenia Kulikova, NRNU MEPhI
库尔恰科夫研究所首席研究员、莫斯科工程物理学院核物理与核技术研究所教授叶夫根尼娅·库列绍娃表示:"只有进行这一过程后,才能就延长反应堆外壳使用寿命的可能性给出建议,并确定退火后进一步辐照脆化的速度。"
据研究人员介绍,进行二次还原退火处理后,反应堆使用寿命可延长至60年,并极大节省拆除旧反应堆和建设新反应堆的费用。
叶夫根尼娅·库列绍娃表示:"根据指定方法进行还原退火会导致辐照诱导析出物和辐照缺陷溶解以及晶界偏析,使钢材的结构和性能恢复到初始状态,由此延长其使用寿命。因此需要知道各使用阶段(包括还原退火之后)反应堆外壳钢材的结构和机械性能。"
她说:"莫斯科工程物理学院学生参与这项研究反映了俄罗斯高校与实际的科学和经济之间的联系,可使学生在上学时期就参与科学研究,解决重大问题。这有助提高他们的知识水平和业务能力,为国家带来实际经济效益。