Caracterización Microestructural de Aceros para Vasos de Presión de Reactor
Autores: Lai, Libang; Chekhonin, Paul; Akhmadaliev, Shavkat; Brandenburg, Jann-Erik; Bergner, Frank
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Irradiación por iones
Efectos de irradiación por neutrones
Aceros de recipientes a presión de reactor
Técnicas de microscopía electrónica
Bucles de dislocación
Daño por desplazamiento
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La irradiación por iones es una herramienta prometedora para emular los efectos de la irradiación por neutrones en los aceros de los recipientes a presión de reactor (RPV), especialmente en situaciones de disponibilidad limitada de material adecuado irradiado por neutrones. Este enfoque requiere considerar los problemas de transferibilidad entre iones y neutrones, que se abordan en el presente estudio al comparar el efecto de los iones con los efectos de la irradiación por neutrones reportados para los mismos materiales. La primera parte del estudio cubre una caracterización integral, basada en técnicas de microscopía electrónica dedicadas, de los materiales RPV seleccionados no irradiados, a saber, un metal base y una soldadura. Los resultados obtenidos para el tamaño de grano, la densidad de dislocaciones y los precipitados se contextualizan en términos de contribuciones al endurecimiento y fuerza de sumidero. La segunda parte se centra en la caracterización dependiente de la profundidad de los bucles de dislocaciones formados en muestras irradiadas por iones. Este trabajo se basa en la microscopía electrónica de transmisión por barrido aplicada a muestras seccionales preparadas mediante la técnica de haz de iones enfocados. Se observa un arreglo en forma de banda de bucles en el rango de profundidad cercano al pico de intersticiales inyectados. Se incluyen dos niveles de daño por desplazamiento, 0.1 y 1 dpa (desplazamientos por átomo), así como condiciones de recocido post-irradiación, para ambos materiales RPV. En comparación con la irradiación por neutrones, la irradiación por iones crea un tamaño promedio similar pero una mayor densidad de número de bucles, presumiblemente debido a la mayor tasa de dosis durante la irradiación por iones.
Descripción
La irradiación por iones es una herramienta prometedora para emular los efectos de la irradiación por neutrones en los aceros de los recipientes a presión de reactor (RPV), especialmente en situaciones de disponibilidad limitada de material adecuado irradiado por neutrones. Este enfoque requiere considerar los problemas de transferibilidad entre iones y neutrones, que se abordan en el presente estudio al comparar el efecto de los iones con los efectos de la irradiación por neutrones reportados para los mismos materiales. La primera parte del estudio cubre una caracterización integral, basada en técnicas de microscopía electrónica dedicadas, de los materiales RPV seleccionados no irradiados, a saber, un metal base y una soldadura. Los resultados obtenidos para el tamaño de grano, la densidad de dislocaciones y los precipitados se contextualizan en términos de contribuciones al endurecimiento y fuerza de sumidero. La segunda parte se centra en la caracterización dependiente de la profundidad de los bucles de dislocaciones formados en muestras irradiadas por iones. Este trabajo se basa en la microscopía electrónica de transmisión por barrido aplicada a muestras seccionales preparadas mediante la técnica de haz de iones enfocados. Se observa un arreglo en forma de banda de bucles en el rango de profundidad cercano al pico de intersticiales inyectados. Se incluyen dos niveles de daño por desplazamiento, 0.1 y 1 dpa (desplazamientos por átomo), así como condiciones de recocido post-irradiación, para ambos materiales RPV. En comparación con la irradiación por neutrones, la irradiación por iones crea un tamaño promedio similar pero una mayor densidad de número de bucles, presumiblemente debido a la mayor tasa de dosis durante la irradiación por iones.