Ungleiches Schweißmaterial verstehen

Der Reaktorbehälter, der den Reaktorkern und das Kältemittel umschließt, besteht üblicherweise aus einem anderen Typ Stahl als manche Anschlussleitungen. Die Leistung dieses ungleichen Schweißmaterials ist von größter Bedeutung für die Sicherheit von Kernkraftwerken. Ein Mangel an standardisierten Tests für dieses Schweißmaterial sowie dessen kritische Bedeutung machen äußerst konservative Entscheidungen hinsichtlich der strukturellen Materialbedingungen erforderlich.

Als Reaktion auf die Erfordernis an Integritäts- sowie „Leck-vor-Bruch“-Überprüfungen initiierten Wissenschaftler das EU-geförderte Projekt „Structural performance of multi-metal component“ (MULTIMETAL).

Die Wissenschaftler sammelten Einsatzdaten und Erkenntnisse von typischem ungleichen Schweißmaterial in westeuropäischen und östeuropäischen Leichtwasserreaktoren. Die Wissenschaftler beschrieben dessen physikalische und metallurgische Eigenschaften sowie Verhaltensweisen, was zum Entwurf zweier Testkonfigurationen für ungleiches Schweißmaterial führte. Ein dritte Testkonfiguration zum Vergleich der Bruchfestigkeit ist in Vorbereitung.

Die intakten Modelle wurden unter Verwendung mikrostruktureller Untersuchungen, Härtemessungen sowie Zerreißversuchen genau beschrieben. Verschiedene Bruchmodelle werden derweil ebenfalls für eine Beschreibung vorbereitet. Parallel zu dem umfassenden Materialtestprogramm entwickelt das Team unter Anwendung mikromechanischer Modellierungsansätze für Prozesse bei duktilen Brüchen numerische Analysen. Die Kombination experimenteller Datensammlungen mit der Entwicklung von Modellen wird den Wissenschaftlern die Gestaltung vereinheitlichender Verfahren ermöglichen.

Das oberste Ziel des MULTIMETAL-Projekts ist die Bereitstellung von Empfehlungen zur Messung der Bruchzähigkeit von ungleichem Schweißmaterial sowie zur Bewertung des „Leck-vor-Bruch“-Verhaltens. Durch die Schaffung einer technischen Grundlage für harmonisierte europäische Standards für Mulitmetallkomponenten schließt das MULTIMETAL-Projekt eine klaffende Lücke und leistet einen großen Beitrag für die Zukunft der Nuklearenergie in der EU.