Applicazioni nell'industria nucleare
Test sui materiali e sicurezza termica nell’industria nucleare
Sfide e aspetti di sicurezza
I materiali utilizzati nel settore nucleare devono sopportare contemporaneamente elevate sollecitazioni meccaniche, termiche e legate alle radiazioni. Oltre alla conducibilità termica e al comportamento di espansione, i parametri chiave includono la stabilità contro la corrosione e i danni da radiazioni.
Energia nucleare
In settori come quello dell’energia nucleare, la conoscenza delle caratteristiche termiche dei materiali utilizzati è un importante fattore di sicurezza.
In particolare, è importante evitare che la radioattività generata nella centrale nucleare o durante un’unità nucleare fuoriesca dal reattore. Questo obiettivo può essere raggiunto solo se per la costruzione vengono utilizzati materiali in grado di resistere in modo permanente sia alle radiazioni che alle alte pressioni e temperature di esercizio.
Per determinare questo aspetto, LINSEIS ha sviluppato dispositivi di misurazione in cui i componenti elettronici sono stati separati dal dispositivo di misurazione.
Progressi nella ricerca sui materiali per i reattori
I moderni progetti di ricerca si concentrano sullo sviluppo di leghe innovative a base di zirconio, sistemi compositi in ceramica e materiali resistenti ai neutroni per le barre di combustibile e gli alloggiamenti dei reattori. L’analisi mirata dell’invecchiamento dei materiali, delle microfratture e delle trasformazioni di fase durante il funzionamento dei reattori è uno dei compiti più importanti dell’analisi termica.
Metodi di analisi termica e loro vantaggi
I dispositivi di misurazione specializzati con un design resistente alle radiazioni forniscono dati precisi sulle proprietà termiche anche in condizioni estreme. Sono importanti:
- Misurazioni in situ a pressioni e temperature di esercizio reali
- Elettronica separata per ridurre al minimo le interferenze
- Validazione dei margini di sicurezza per tutti i componenti rilevanti per la sicurezza
Sali fusi e nuovi tipi di reattori
Gli innovativi reattori a fissione e a fusione nucleare utilizzano il FLiNaK e sali analoghi come mezzi di raffreddamento o di trasferimento. La loro analisi comprende la verifica della viscosità, della resistenza alla corrosione e della stabilità termica a lungo termine sotto irradiazione continua.
Applicazioni pratiche e prospettive future
- Testare concetti per nuovi tipi di reattori, come i piccoli reattori modulari (SMR).
- Simulazione e test di scenari di incidenti
- Monitoraggio a lungo termine e analisi della vita utile dei componenti del reattore
- Sviluppo di materiali di emergenza con proprietà di barriera termica ottimizzate
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