Příprava tenkých a práškových radioaktivních vzorků pro analýzy radiačně-indukovaného poškození pomocí elektronové mikroskopie a rentgenové difrakce

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26722445%3A_____%2F24%3AN0000140" target="_blank" >RIV/26722445:_____/24:N0000140 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://metalografie.vzup.cz/doc/sbornik-Metalografie2024.pdf" target="_blank" >https://metalografie.vzup.cz/doc/sbornik-Metalografie2024.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Příprava tenkých a práškových radioaktivních vzorků pro analýzy radiačně-indukovaného poškození pomocí elektronové mikroskopie a rentgenové difrakce

Popis výsledku v původním jazyce

Výzkum a vývoj materiálů v jaderném průmyslu, jehož součástí je posuzování stavu ozářených komponent jaderných elektráren, se neobejde bez výzkumných infrastruktur umožňujících přípravu a následnou analýzu radioaktivních vzorků. Metalografickou přípravu vzorků je nutné provádět ve stíněných hermeticky uzavřených boxech a komorách, jelikož se v průběhu procesu přípravy vzorků uvolňuje velké množství prachových radioaktivních částic. Malé vzorky a tenké fólie pro analýzy pomocí skenovací a transmisní elektronové mikroskopie (SEM, TEM) a práškové vzorky z betonů biologického stínění jsou připravovány v rukavicových boxech, ve kterých je udržován stálý podtlak. Plášť boxů je tvořen silnostěnnými ocelovými deskami, které dokáží eliminovat účinky ionizujícího záření radioaktivních vzorků na lidské tělo. Následné mikroskopické analýzy umožňují posoudit degradaci materiálů provozovaných komponent jaderných elektráren vlivem radiačního poškození indukovaného v mikrostruktuře se zaměřením na stávající materiály z hlediska prodlužování živostnosti jaderných elektráren či nově testované materiály ozařované v rámci tuzemských i mezinárodních programů v jaderných elektrárnách či výzkumných reaktorech jako je LVR-15 provozovaný v Centru výzkumu Řež (CVŘ). Odlišné požadavky na analýzy materiálů vyžadují přípravu různých typů vzorků. Analýza práškových vzorků pomocí rentgenové difrakce se v CVŘ využívá zejména na posouzení strukturních a fázových změn v cementu a kamenivu betonových struktur vlivem radiačního stárnutí, které mohou mít vliv na celkovou integritu konstrukce. Sledování těchto změn a predikce chování materiálů jsou nedílnou součástí hodnocení bezpečnosti, stability a životnosti betonu biologického stínění, kontejnmentu, bazénu pro skladování vyhořelého jaderného paliva či budoucí výstavby hlubinných úložišť radioaktivních odpadů. Tenké fólie pro elektronovou mikroskopii se připravují zejména pro hodnocení detailních změn jako je radiačně-indukované poškození v mikrostruktuře vnitřních částí jaderných reaktorů či pokrytí paliva způsobující rozměrové změny a degradaci mechanických vlastností v důsledku neutronového záření.

Název v anglickém jazyce

Preparation of thin and powdered radioactive samples for analysis of radiation-induced damage using electron microscopy and X-ray diffraction

Popis výsledku anglicky

Research and development of materials in the nuclear industry, which includes assessing the condition of irradiated components of nuclear power plants, cannot do without research infrastructures enabling the preparation and subsequent analysis of radioactive samples. Metallographic preparation of samples must be carried out in shielded hermetically sealed boxes and chambers, as a large amount of radioactive dust particles are released during the sample preparation process. Small samples and thin films for analysis using scanning and transmission electron microscopy (SEM, TEM) and powder samples from biological shielding concrete are prepared in glove boxes, in which a constant negative pressure is maintained. The shell of the boxes is made of thick-walled steel plates, which can eliminate the effects of ionizing radiation of radioactive samples on the human body. Subsequent microscopic analyses allow assessing the degradation of materials of operating components of nuclear power plants due to radiation damage induced in the microstructure, with a focus on existing materials from the perspective of extending the life of nuclear power plants or newly tested materials irradiated within the framework of domestic and international programs in nuclear power plants or research reactors such as LVR-15 operated at the Řež Research Center (CVŘ). Different requirements for material analysis require the preparation of different types of samples. X-ray diffraction analysis of powder samples is used at CVŘ mainly to assess structural and phase changes in cement and aggregates of concrete structures due to radiation aging, which can affect the overall integrity of the structure. Monitoring these changes and predicting the behavior of materials are an integral part of assessing the safety, stability and durability of concrete for biological shielding, containment, spent nuclear fuel storage pools or future construction of deep radioactive waste repositories. Thin films for electron microscopy are prepared especially for the evaluation of detailed changes such as radiation-induced damage in the microstructure of internal parts of nuclear reactors or fuel coating causing dimensional changes and degradation of mechanical properties due to neutron radiation.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

<a href="/cs/project/LM2023041" target="_blank" >LM2023041: České mezinárodní centrum výzkumných reaktorů</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

Sborník z 16. konference Přínos metalografie pro řešení výrobních problémů Mariánské Lázně, 3. – 5. září 2024

ISBN

978-80-01-07331-5

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

7

Strana od-do

133-139

Název nakladatele

ČVUT

Místo vydání

Praha

Místo konání akce

Mariánské Lázně

Datum konání akce

3. 9. 2024

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—