水-水核反應堆(全球最普遍的反應堆類型)VVER-440的外殼是核電裝置最重要的組成部分之一,其可靠性和性能在很大程度上決定著核電站的整體安全。
在使用過程中,受快中子輻照影響,形成納米尺寸的輻照缺陷和輻照誘導相,使反應堆外殼鋼材發生輻照硬化(塑性下降),結果鋼材的抗裂性降低,反應堆外殼的使用壽命因此受到限制。為延長VVER-440反應堆外殼的使用壽命,1991年對多個反應堆外殼做了還原退火處理,使之使用壽命延長至45年。
退火技術由庫爾恰托夫研究所開發,並已獲得專利。退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時間,然後以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。
© 照片 : Evgenia Kulikova, NRNU MEPhI俄專家將使核反應堆"返老還童" 提升核電站安全性
俄專家將使核反應堆"返老還童" 提升核電站安全性
© 照片 : Evgenia Kulikova, NRNU MEPhI
庫爾恰科夫研究所首席研究員、莫斯科工程物理學院核物理與核技術研究所教授葉夫根尼婭·庫列紹娃表示:"只有進行這一過程後,才能就延長反應堆外殼使用壽命的可能性給出建議,並確定退火後進一步輻照脆化的速度。"
據研究人員介紹,進行二次還原退火處理後,反應堆使用壽命可延長至60年,並極大節省拆除舊反應堆和建設新反應堆的費用。
葉夫根尼婭·庫列紹娃表示:"根據指定方法進行還原退火會導致輻照誘導析出物和輻照缺陷溶解以及晶界偏析,使鋼材的結構和性能恢復到初始狀態,由此延長其使用壽命。因此需要知道各使用階段(包括還原退火之後)反應堆外殼鋼材的結構和機械性能。"
她說:"莫斯科工程物理學院學生參與這項研究反映了俄羅斯高校與實際的科學和經濟之間的聯繫,可使學生在上學時期就參與科學研究,解決重大問題。這有助提高他們的知識水平和業務能力,為國家帶來實際經濟效益。