g

282 9. Materiały odporne na promieniowanie

282 9. Materiały odporne na promieniowanie

Rys. 9.9. Wpływ napromieniowania w temperaturze 450°C na względny przyrost objętości stali austenitycznej 12H18N10T

W polimerach poddanych promieniowaniu neutronowemu następuje zrywanie łańcuchów polimerycznych. Przemieszczenie zerwanych wiązań, a także wolnych rodników zmienia właściwości polimerów i sprzyja ich dekompozycji. Przykładowe zmiany właściwości niektórych materiałów wynikłe z napromieniowania neutronowego zestawiono w tablicy 9.2.

Konsekwencją napromieniowania neutronowego metali i stopów jest gwałtowny spadek odporności korozyjnej. Nośnikami ciepła w instalacjach elektrowni atomowych jest woda i para wodna. Ulegają one radio-lizie, zmienia się skład elektrolitu, następuje rozkład wody, powstają jony i atomy tlenu, wodoru oraz grupy wodorotlenowe OH^-. Materiały konstrukcyjne reaktorów, same już dotknięte skutkami napromieniowania, mają kolejne nieprzyjazne środowisko pracy.

Tlen utlenia, wodór rozpuszcza się w stopie i dodatkowo zwiększa jego kruchość, a grupa OH" sprzyja rozpuszczaniu się powstających tlenków, które w normalnych warunkach zabezpieczają metale przed korozją i postępującym utlenianiem. Szybkość korozji stopów aluminium w środowisku wodnym w warunkach promieniowania wzrasta 2 + 3 - krotnie. Chromowo - niklowe stale austenityczne w tych warunkach ulegają korozji międzykrystalicznej i pękaniu korozyjnemu.

Tablica 9.2

Wpływ promieniowania neutronowego na materiały

Zintegrowany strumień szybkich neutronów neutron/cm^2	Wpływ promieniowania
10^H- 10^15	Politetrąfluoroetylen, polimetakrylan metylu, celuloza - zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie
10^16	Kauczuk - zmniejszenie elastyczności
10^n	Ciecze organiczne - wydzielanie gazów
10^I8-t- 10^19	Polistyren - zmniejszenie wytrzymałości na rozciąganie
10^20	Ceramika -zmniejszenie przewodnictwa cieplnego, gęstości, stopnia krystalizacji Żadne z tworzyw sztucznych nie może być stosowane. Stale węglowe - znaczny spadek plastyczności, podwojenie granicy plastyczności, wzrost temperatury krytycznej przejścia plastyczno - kruchego (Tkr)
O O •1- O	Stale nierdzewne - trzykrotny wzrost granicy plastyczności
> 10^2'	Stopy aluminium - spadek plastyczności przy niezupełnej kruchości Stale nierdzewne - spadek plastyczności bez przejścia plastyczno - kruchego

9.3. Materiały dla energetyki jądrowej

9.3.1. Korpus reaktora

W budowie poszczególnych węzłów elektrowni atomowych wykorzystywane są różne gatunki stali. W USA segmenty korpusu reaktora wykonuje się z zalecanych przez ASTM niskowęglowych i rtiskostopo-wych stali ferrytycznych A 508-2 i A533. Są to stale stopowane man-