Zerstörungsfreie Charakterisierung der neutroneninduzierten Versprödung in Reaktordruckbehältern mittels elektromagnetischer zerstörungsfreier Prüftechniken

Bei der Nutzung der Kernenergie zur Energiegewinnung sind reaktorkernnahe Elemente der Druckbehälter unterschiedlich hohen Neutronenbestrahlungen ausgesetzt. Aus diesem Grund erfahren die verbauten Werkstoffe infolge der Auslagerungszeit unter Betriebsbedingungen eine durch die Neutronenbestrahlung bedingte Veränderung des Mikrogefüges in Form von Versprödung des Werkstoffes. Üblicherweise wird die Anlagensicherheit bezüglich dieser Mikrogefügeveränderungen über Einhängeproben abgesichert. Es handelt sich um Standardzug- und ISO-V-Proben exakt des gleichen Reaktor-Druckbehälter (RDB)- Materials und seines Schweißgutes, welche in spezielle Bestrahlungskanäle des RDB eingehängt werden. Diese eilen bzgl. ihrer Strahlenbelastung derjenigen der Behälterinnenwand zeitlich voraus. Bei Revisionen werden diese Proben entnommen und zerstörend im Zugversuch bei 150 °C und 275 °C geprüft, bzw. wird die Kerbschlagarbeit als Funktion der Temperatur im Kerbschlagbiegeversuch ermittelt. Im Folgenden wird aufgezeigt, dass elektromagnetische Prüfverfahren eine Charakterisierung der durch die Neutronenbestrahlung bedingten Mikrogefügeveränderungen zulassen und nach entsprechender Kalibrierung eine quantitative Charakterisierung der Versprödung ermöglichen. Diese Kalibrierung erfolgte sowohl für RDB-Stähle die sich in westlichen Anlagen im Einsatz befinden, als auch für RDB-Stähle aus Kernkraftwerken östlichen Designs. Als Prüfverfahren wurde ein Kombinationsverfahren, bestehend aus 3MA (Mikromagnetische, Multiparameter, Mikrostruktur- und Spannungsanalyse) und der dynamischen Magnetostriktion auf Basis von EMUS (Elektromagnetischer Ultraschall) eingesetzt. Dieses Kombinationsverfahren besitzt auch Potential für die wiederkehrende Revision des RDB, um durch eine austenitische Plattierung hindurch die Strahlenversprödung zu charakterisieren.