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Fracture mechanics based embrittlement modelling

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La ricerca dà nuove garanzie di sicurezza

Dato il bisogno di assoluta affidabilità di ogni sistema durante il funzionamento di una centrale nucleare, è fondamentale definire il posizionamento dei potenziali guasti nei singoli componenti del sistema.

Tecnologie industriali

Le proprietà dei materiali dei componenti non sostituibili, come i contenitori a pressione, possono cambiare considerevolmente nel tempo di vita di una centrale nucleare. Ad esempio, l'infragilimento è un fenomeno per il quale la resistenza del materiale viene ridotta per effetto dell'esposizione alle radiazioni o per riduzione accidentale della temperatura. Pertanto, l'analisi dell'integrità strutturale di un contenitore di reattore si deve aggiornare di tanto in tanto con informazioni sulla resistenza alla frattura o sui guasti nella struttura. Nel corso del Quinto programma quadro, il progetto FRAME è stato supportato dalla rete AMES per studiare l'infragilimento da radiazione, che viene ora valutato partendo dai dati della prova di impatto Charpy-V. Dato che la resistenza all'impatto Charpy-V è per molti aspetti una proprietà materiale diversa rispetto alla resistenza alla frattura, finora le conoscenze sull'infragilimento da parte degli scienziati potrebbero essere state distorte. FRAME è stato principalmente un progetto sperimentale, nel quale la temperatura di transizione alla resistenza alla frattura è stata misurata in condizioni di irradiazione e di non irradiazione per diversi materiali, incluso l'acciaio. Inoltre, le curve di tendenza sono state ottenute da funzioni candidate, fondamentalmente adatte sotto il profilo matematico, dei dati sulla resistenza alla frattura misurata. Queste hanno fornito una descrizione della risposta all'infragilimento in termini di chimica dei materiali e fluenza neutronica, che si potrebbe confrontare con i modelli pubblicati basati sui dati della prova Charpy-V. Le curve di tendenza basate sulla resistenza alla frattura non erano disponibili prima del progetto FRAME a causa delle dimensioni insufficienti dei dati sperimentali necessari. Se si potesse minimizzare la variazione della chimica dei materiali inerente nel vasto database di sorveglianza, si potrebbe provare la fattibilità della creazione di curve di tendenza ancora più generiche.

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