Cooperando con estudiantes de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI (Rusia), Los científicos del Instituto Kurchatov (Rusia) han utilizado nueva tecnología para extender la vida útil del reactor VVER-440 hasta 45 años. ahorrando el costo de desmantelamiento de los buques viejos. Los resultados de la investigación fueron publicados en la Revista de Materiales Nucleares .

Un recipiente de reactor energético de agua-agua, el tipo de reactor más popular del mundo, el VVER-440 es una de las unidades más importantes de una central nuclear. Su seguridad y eficiencia operativa definen en gran medida el nivel de seguridad de la planta nuclear.

Al operar, una vasija de reactor está sujeta a exposición a neutrones rápidos, que da como resultado un endurecimiento por radiación (pérdida de plasticidad) en los metales base del reactor debido a la formación de fases y defectos inducidos por radiación a nanoescala.

Debido a la exposición de la vasija del reactor a la radiación y a la temperatura de funcionamiento (~ 300 ^о С), las segregaciones de elementos de impurezas se forman en los límites de los granos, lo que da como resultado una resistencia reducida de estos límites de grano. La formación de segregaciones de impurezas dañinas en los límites de los granos da como resultado una menor resistencia al agrietamiento en los metales.

Esto limita el ciclo de vida de la vasija del reactor, ya que la probabilidad de una fractura frágil al volver a inundarla con agua fría en caso de emergencias aumenta con el tiempo. En 1991, para prolongar la vida útil de la vasija del reactor VVER-440, Los científicos llevaron a cabo un proceso de recocido de recuperación en varios de estos recipientes, extendiendo así su vida útil hasta 45 años.

Los investigadores dicen que para extender la vida útil del reactor hasta 60 años, tendrían que llevar a cabo un segundo proceso de recocido de recuperación después de realizar estudios preliminares de la estructura y propiedades mecánicas de los metales base de los reactores, uno que ha estado en funcionamiento durante mucho tiempo después del primer recocido.

La tecnología para el recocido de recuperación fue desarrollada y patentada en el Instituto Kurchatov. Requiere una cierta temperatura, tiempo de espera, una tasa de calentamiento a diferentes temperaturas de recocido requerida para diferentes etapas, y una velocidad de enfriamiento.

El método se basa en recortar muestras, o plantillas, desde la superficie interna de los vasos funcionales VVER-440 y realizando estudios integrales, volver a recocer y volver a estudiar estas plantillas.

"Es esencial llevar a cabo este procedimiento para que podamos dar recomendaciones sobre cómo extender aún más la vida útil de la vasija del reactor y determinar la tasa de fragilización por radiación posterior al recocido, "dijo Yevgeniya Kuleshova, Profesor del Instituto de Física e Ingeniería Nuclear del MEPhI.

Los investigadores afirman que este nuevo método puede extender la vida útil de estos reactores hasta 60 años, De esta manera se ahorra el considerable costo de desmantelar reactores viejos y construir nuevos.

"La realización de un recocido con esta tecnología da como resultado la disolución de la precipitación y los defectos inducidos por la radiación, así como las segregaciones en los límites de los granos, "Dijo Kuleshova." Esto conduce a la restauración de las propiedades y estructuras originales de los metales base, aumentando su vida útil. Es por eso que necesitamos saber más sobre la estructura y las propiedades mecánicas de los metales base de la vasija del reactor en diferentes etapas de su vida útil. incluso después del recocido. "

En el curso de esta investigación, los científicos utilizaron métodos modernos de alta resolución, como microscopía electrónica de transmisión y de trama, tomografía con sonda atómica y espectroscopia electrónica Auger. Para determinar el nivel de fragilización por radiación de los metales, investigaciones realizadas en ensayos mecánicos sobre tensión estática y flexión por impacto.

"La participación de los estudiantes de MEPhI en esta investigación muestra la conexión que tienen los estudiantes rusos con la ciencia real y la economía, lo que les permite trabajar en desarrollos científicos y resolver problemas a gran escala mientras aún están estudiando en la universidad, ", Dijo Kuleshova." Esto aumenta sus niveles de conocimiento y competencia, y beneficia la economía del país ".