Mikrostruktur- und spannungsunabhängige Materialcharakterisierung in der Reaktorsicherheitsforschung

Auch unter den mit dem deutschen Ausstieg aus der Kernenergie verbundenen Rahmenbedingungen gelten für den Betrieb von Kernkraftwerken weiterhin höchste Sicherheitsanforderungen. Im Rahmen eines Förderprogramms des BMWi zur Reaktorsicherheitsforschung soll ein signifikanter Beitrag zum sicheren Betrieb von Reaktorsicherheitsanlagen in der Restlaufzeit und ggf. darüber hinaus geleistet werden. Das zerstörungsfreie 3MA-Prüfsystem hat diesbezüglich bereits einen erheblichen Beitrag zum Verständnis unterschiedlicher Alterungsmechanismen von Komponentenwerkstoffen und deren Charakterisierung geleistet. Die Grundlage dieses Prüfverfahrens beruht auf der Tatsache, dass Mikrostruktur und Last- bzw. Eigenspannungen sowohl das mechanische als auch das magnetische Werkstoffverhalten bestimmen. Die Korrelation von Kenngrößen des magnetischen und mechanischen Werkstoffverhaltens erlaubt die mikromagnetische Vorhersage mechanischer Eigenschaften sowie des Spannungszustandes, die entscheidend die Lebensdauer beeinflussen können. Eine Herausforderung insbesondere unter Praxisbedingungen besteht in der Überlagerung von Mikrostruktur- und Spannungseinflüssen, welche zu Mehrdeutigkeiten in den mikromagnetischen Kenngrößen führen und in der Folge die Vorhersagequalität deutlich verschlechtern. Die Anwendung in der Praxis setzt jedoch eine wirtschaftliche Lösung zur Reduzierung dieser Störeinflüsse voraus. Im Rahmen dieses Vorhabens wird das 3MA-Prüfverfahren speziell für die in der Reaktorsicherheit relevanten Bedingungen, wie beispielsweise überlagerte Mikrostruktur- und Spannungseinflüsse, weiterentwickelt. Untersuchungen, die sich mit der Erweiterung der Merkmalsextraktion und Methoden des maschinellen Lernens befassen, führen hierbei zu einer genaueren Unterscheidung zwischen mikrostrukturellen und spannungsabhängigen Einflüssen.