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Em um estudo pré-demonstrado no Journal of Nuclear Materials, aço inoxidável austenítico recém-fabricado com precipitados de NbC nanométricos uniformemente distribuídos (ARES-6) e aço inoxidável 316 convencional foram examinados sob irradiação iônica intensa. Comportamento pós-inchaço para comparar os benefícios do ARES-6.
Estudo: Resistência ao inchamento de aço inoxidável austenítico com precipitados de NbC em nanoescala uniformemente distribuídos sob forte irradiação iônica. Crédito da imagem: Parilov/Shutterstock.com
Aços inoxidáveis ​​austeníticos (SS) são comumente usados ​​como componentes internos fabricados em reatores modernos de água leve, onde são expostos a altos fluxos de radiação.
A mudança na morfologia dos aços inoxidáveis ​​austeníticos após a captura de nêutrons afeta negativamente parâmetros físicos como endurecimento por radiação e decomposição térmica. Ciclos de deformação, porosidade e excitação são exemplos de evolução microestrutural induzida por radiação comumente encontrados em aços inoxidáveis ​​austeníticos.
Além disso, o aço inoxidável austenítico está sujeito à expansão do vácuo induzida por radiação, o que pode levar à destruição potencialmente letal dos componentes do núcleo do reator. Assim, inovações em reatores nucleares modernos com maior vida útil e maior produtividade exigem o uso de conjuntos complexos que possam suportar mais radiação.
Desde o início da década de 1970, diversos métodos têm sido propostos para o desenvolvimento de materiais radioativos. Como parte dos esforços para melhorar a eficiência de radiação, o papel dos principais aspectos da elasticidade de expansão a vácuo tem sido estudado. Mesmo assim, como os aços inoxidáveis ​​austeníticos com alto teor de níquel são muito suscetíveis à fragilização por radiação devido à deformação das gotículas de hélio, os aços inoxidáveis ​​com baixo teor de austenita não podem garantir proteção adequada contra corrosão em condições corrosivas. Existem também algumas limitações para melhorar a eficiência de radiação por meio do ajuste da configuração da liga.
Outra abordagem é incluir diversas características microestruturais que podem atuar como pontos de drenagem para falhas pontuais. O sumidouro pode contribuir para a absorção de defeitos intrínsecos induzidos por radiação, retardando a formação de buracos e círculos de deslocamento criados pelo agrupamento de vacâncias e lacunas.
Numerosas discordâncias, pequenos precipitados e estruturas granulares têm sido propostas como absorvedores que poderiam melhorar a eficiência da radiação. O projeto conceitual de velocidade dinâmica e diversos estudos observacionais revelaram os benefícios dessas características microestruturais na supressão da expansão de vazios e na redução da separação de componentes induzida pela radiação. No entanto, a lacuna se regenera gradualmente sob a influência da radiação e não desempenha plenamente a função de um ponto de drenagem.
Os pesquisadores produziram recentemente aço inoxidável austenítico com uma proporção comparável de precipitados de carboneto de nanonióbio uniformemente dispersos na matriz usando um processo industrial de fabricação de aço que mais tarde foi denominado ARES-6.
Espera-se que a maioria dos precipitados forneça locais de absorção suficientes para defeitos intrínsecos à radiação, aumentando assim a eficiência de radiação das ligas ARES-6. No entanto, a presença de precipitados microscópicos de carboneto de nióbio não proporciona as propriedades de resistência à radiação esperadas com base na estrutura.
Portanto, o objetivo deste estudo foi testar o efeito positivo de carbonetos de nióbio de pequeno porte na resistência à expansão. Também foram investigados os efeitos da taxa de dose relacionados à longevidade de patógenos em nanoescala durante bombardeio de íons pesados.
Para investigar o aumento da folga, uma liga ARES-6 recém-produzida com nanocarbonetos de nióbio uniformemente dispersos excitou aço industrial e o bombardeou com íons de níquel de 5 MeV. As conclusões a seguir baseiam-se em medições de intumescimento, estudos de microestrutura por microscopia eletrônica nanométrica e cálculos de resistência à queda.
Dentre as propriedades microestruturais do ARES-6P, a alta concentração de precipitados de carboneto de nanonióbio é a razão mais importante para o aumento da elasticidade durante o intumescimento, embora a alta concentração de níquel também desempenhe um papel. Dada a alta frequência de deslocamentos, o ARES-6HR apresentou uma expansão comparável à do ARES-6SA, sugerindo que, apesar do aumento da resistência da estrutura do tanque, o deslocamento no ARES-6HR por si só não fornece um local de drenagem eficaz.
Após o bombardeamento com íons pesados, a natureza quase cristalina em nanoescala dos precipitados de carboneto de nióbio é destruída. Como resultado, ao utilizar a instalação de bombardeamento com íons pesados ​​utilizada neste trabalho, a maioria dos patógenos preexistentes em amostras não irradiadas dissipou-se gradualmente na matriz.
Embora se espere que a capacidade de drenagem do ARES-6P seja três vezes maior que a da placa de aço inoxidável 316, o aumento medido na expansão é de aproximadamente sete vezes.
A dissolução de precipitados de nanocarboneto de nióbio após exposição à luz explica a grande discrepância entre a resistência ao intumescimento esperada e a real do ARES-6P. No entanto, espera-se que os cristais de nanocarboneto de nióbio sejam mais duráveis ​​em doses mais baixas, e a elasticidade de expansão do ARES-6P será significativamente melhorada no futuro em condições normais de usinas nucleares.
Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., & AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., e AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Jeong, C., Eom, HJ, Jang, C., e AlMousa, N. (2022). Shin, JH, Kong, BS, Chon, K., Eom, HJ, Jang, K., & Al-Musa, N. (2022).Resistência ao inchamento de aço inoxidável austenítico com precipitados nanométricos de NbC uniformemente distribuídos sob irradiação com íons pesados. Journal of Nuclear Materials. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311522001714?via%3Dihub.
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Suor quente, Shahr. (22 de março de 2022). A resistência ao inchaço de uma nova liga de reator nanomodificada foi analisada. AZonano. Recuperado em 11 de setembro de 2022 de https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
Suor quente, Shahr. “Análise da Resistência ao Inchamento de Novas Ligas Nanomodificadas para Reatores”. AZonano.11 de setembro de 2022.11 de setembro de 2022.
Suor quente, Shahr. “Análise da Resistência ao Inchaço de Novas Ligas Nanomodificadas para Reatores”. AZonano. https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861. (Em 11 de setembro de 2022).
Suor quente, Shahr. 2022. Análise da resistência ao inchaço de novas ligas nanomodificadas em reatores. AZoNano, acessado em 11 de setembro de 2022, https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=38861.
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