Nukleare materialer udviklet til en bæredygtig fremtid

Et EU-finansieret projekt har fremmet forbindelser mellem nationale og europæiske programmer for at harmonisere og implementere videnskabelig og teknisk forskning i materialer til en sikker og bæredygtig nuklear sektor.

MATISSE-projektet dannede grundlaget for et integreret europæisk forskningsprogram, som undersøgte innovative materialer, der kan bruges til at sikre en sikker og bæredygtig nuklear sektor. Initiativet omfattede en kombination af samarbejdsprojekter samt forskningsinstitutters koordinering og støtte.

Ved at samle 27 organisationer fra 10 europæiske lande (inklusive en international partner fra Sydkorea), MATISSE gav forskere mulighed for at deltage i de seneste europæiske initiativer, udvikling af avancerede materialer til produktion af atomenergi. Målet var at skabe forbindelser mellem de respektive nationale forskningsprogrammer ved at etablere netværk og integrere aktiviteter vedrørende materiel innovation til avancerede nukleare systemer. deling af partneres bedste praksis og udvikling af effektive kommunikationsværktøjer.

"I regi af European Energy Research Alliance (EERA), projektpartnere etablerede et fælles program om nukleare materialer (JPNM) for at forbedre koordineringen af ​​nationale initiativer, Europæiske fundraising-programmer og andre samarbejder, " forklarer projektkoordinator Dr. Pierre-François Giroux. Konsortiet målrettede F&U-aktiviteter, der blev betragtet som prioriteter af JPNM-partnere, fører til fremskridt inden for konventionelle materialer, avancerede materialer og forudsigelsesevner.

Nye materialer med forbedrede egenskaber

Projektet fremmede tre 'Grand Challenges' defineret af EERA-JPNM, herunder udarbejdelse af designregler, vurderings- og testprocedurer, der er egnede til de forventede driftsforhold og de påtænkte materialer. De andre udfordringer involverede udviklingen af ​​fysiske modeller koblet til avanceret mikrostrukturel karakterisering for at opnå forståelse på højt niveau af forudsigelsesevne, og udvikling af nye materialer med overlegne termomekaniske egenskaber og strålingsmodstand. "Disse tre store udfordringer skal adresseres og løses for at drage fuld fordel af den nukleare Generation IV-teknologi, med hensyn til sikkerhed, ydeevne og omkostninger, " påpeger Dr. Giroux.

Støtte til udviklingen af ​​JPNM til et integreret forskningsprogram, der involverer medlemsstaterne, Europa-Kommissionen og de vigtigste europæiske interessenter var et af projektets hovedmål. MATISSE-rammen blev brugt til at implementere JPNM og en mellem- til langsigtet strategi blev udformet, sammen med en køreplan og adgangsordning for storstilet forskningsinfrastruktur.

ODS-legeringer og keramiske kompositter undersøgt

Konsortiet forberedte styring, finansielle og ledelsesmæssige strukturer, samtidig med at ordninger for uddannelse og erhvervsuddannelse implementeres, netværk, formidling og kommunikation. Ud over, projektpartnere identificerede prioriterede områder for udførelse af forskning, fører til betydelige resultater på områder som vurdering af virkningerne af bestrålingsinduceret hærdning og krybemekanisme på ydeevnen af ​​ferritiske/martensitiske legeringer. Forskere valgte også funktionelle belægninger, modificerede overfladelag, og klassificerede fænomener såsom interaktion med brændstofbeklædning og miljøassisteret nedbrydning af stål i flydende blylegeringer.

Forskere undersøgte også potentialet af oxiddispersion-forstærkede (ODS) legeringer og keramiske kompositter til avanceret brændstofbeklædning og nye strukturelle materialer til hurtige neutronreaktorer. "De studerede og forbedrede præ-designerne og egenskaberne af ODS-stål og keramiske kompositter til beklædningsapplikationer for at udvide databasen over kommercielt tilgængelige materialer, der skal bruges til hurtige neutronreaktorprototyper, " siger Dr. Giroux.

MATISSE etablerede nøgleprioriteter inden for avanceret forskning i nukleare materialer, identificeret finansieringsmuligheder og harmoniseret dette videnskabelige og tekniske område på europæisk plan ved at maksimere komplementær forskning og synergier med de store aktører på dette område. Dr. Giroux konkluderer:"Blandingen af ​​R&D på både konventionelle og avancerede materialer er positiv for nukleare systemer generelt. På kort til mellemlang sigt, prototyper vil blive bygget med hyldematerialer og den første kerne brændes med konventionelle brændselselementer, mens avancerede materialer på lang sigt vil blive testet og kvalificeret for at blive implanteret i disse nye nukleare systemer."