Příprava a XRD analýza ozářených práškových vzorků biologického stínění jaderných reaktorů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26722445%3A_____%2F24%3AN0000148" target="_blank" >RIV/26722445:_____/24:N0000148 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://nuklearnispolecnost.cz/wp-content/uploads/2024/03/mikulas2023.pdf" target="_blank" >https://nuklearnispolecnost.cz/wp-content/uploads/2024/03/mikulas2023.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Příprava a XRD analýza ozářených práškových vzorků biologického stínění jaderných reaktorů

Popis výsledku v původním jazyce

Při návrhu a projektování jaderné elektrárny se počítá s určitou životností, tj. dobou, po kterou by všechna zařízení měla bez technicko-ekonomických problémů vydržet provozní zatížení. Z důvodu prodlužování životnosti jaderných elektráren (Long Term Operation, LTO) v Česku i jinde ve světě ze současných 30 na 40 i více let vznikla potřeba prověřovat jejich komponenty. V Centru výzkumu Řež (CVŘ) běží již několik let mezinárodní spolupráce a množství tuzemských projektů týkajících se LTO betonových konstrukcí se zaměřením na testování betonů biologického stínění jaderných reaktorů (JR). V rámci LTO je posuzováno řízené simulované radiační stárnutí betonů a kameniva po ozáření ve výzkumném reaktoru LVR-15. Vzorky ozářených materiálů jsou následně testovány pomocí nedestruktivních i destruktivních metod v horkých komorách CVŘ, kde je posuzována změna mechanických vlastností účinkem rychlých neutronů, které modifikují zejména na strukturu kameniva, a gama záření mající vliv zejména na pojivové hmoty. Mikrostrukturní změny jsou posuzovány s využitím světelné (LOM), skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a rentgenové difrakce (XRD). Pomocí kombinace metod lze detekovat fázové změny jednotlivých minerálů kameniva (např. postupnou metamiktizaci s rostoucí fluencí neutronů pozorovanou pomocí XRD zejména u silikátových minerálů), trhliny vznikající v mikrostruktuře při nestejnoměrné expanzi jednotlivých minerálních fází (Radiation-induced volumetric expansion, RIVE) a radiolýzou vody v cementové pastě betonového kompozitu. Pro přesnou detekci a kvantifikaci mikrostrukturních změn po ozáření (Post Irradiation Examination, PIE) je důležitou součástí optimalizace pracovních postupů přípravy vzorků ve stíněných horkých komorách a rukavicových boxech. V rukavicových boxech probíhá ztenčování vzorků kameniva pro analýzu na LOM/SEM až na tloušťku méně než 30 µm, dále pak mletí kameniva do podoby práškových vzorků v hermeticky uzavřených kapslích pro měření fázových změn za pomoci XRD.

Název v anglickém jazyce

Preparation and XRD analysis of irradiated powder samples of biological shielding of nuclear reactors

Popis výsledku anglicky

When designing and engineering a nuclear power plant, a certain service life is taken into account, i.e. the period during which all equipment should withstand the operating load without technical and economic problems. Due to the extension of the service life of nuclear power plants (Long Term Operation, LTO) in the Czech Republic and elsewhere in the world from the current 30 to 40 or more years, there is a need to check their components. For several years, international cooperation and a number of domestic projects related to LTO of concrete structures have been running at the Řež Research Center (CVŘ) with a focus on testing concrete for biological shielding of nuclear reactors (JR). Within the framework of LTO, controlled simulated radiation aging of concrete and aggregates after irradiation in the LVR-15 research reactor is assessed. Samples of irradiated materials are subsequently tested using non-destructive and destructive methods in the CVŘ hot chambers, where changes in mechanical properties are assessed by the effect of fast neutrons, which modify mainly the structure of the aggregate, and gamma radiation, which has an effect mainly on binder materials. Microstructural changes are assessed using light (LOM), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). A combination of methods can detect phase changes in individual aggregate minerals (e.g. gradual metamictization with increasing neutron fluence observed by XRD, especially in silicate minerals), cracks arising in the microstructure during uneven expansion of individual mineral phases (Radiation-induced volumetric expansion, RIVE) and radiolysis of water in the cement paste of the concrete composite. For the accurate detection and quantification of microstructural changes after irradiation (Post Irradiation Examination, PIE), an important part is the optimization of sample preparation procedures in shielded hot chambers and glove boxes. In glove boxes, aggregate samples are thinned for analysis on LOM/SEM to a thickness of less than 30 µm, followed by grinding of aggregates into powder samples in hermetically sealed capsules for measurement of phase changes using XRD.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20305 - Nuclear related engineering; (nuclear physics to be 1.3);

Projekt

—

Návaznosti

R - Projekt Ramcoveho programu EK

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

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

Název statě ve sborníku

Jaderná energetika v pracích mladé generace – 2023 Mikulášské setkání Mladé generace ČNS

ISBN

978-80-02-03050-8

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

13

Strana od-do

1-13

Název nakladatele

Česká nukleární společnost

Místo vydání

Praha

Místo konání akce

Brno

Datum konání akce

6. 12. 2023

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—