Structural Materials in Nuclear Power Systems

در سال‌های اخیر، تلاش‌هایی که برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان راکتورهای قدرت شکافت هسته‌ای تجاری انجام شده است، به‌طور چشمگیری افزایش یافته است. انگیزه‌های انجام این کار بسیار زیاد است، زیرا بهبود حاصل در بهره‌وری کارخانه منجر به کاهش هزینه‌های سوخت و مهم‌تر از آن کاهش اتکا به نفت وارداتی می‌شود. قابلیت اطمینان و در دسترس بودن نیروگاه های هسته ای، اعم از شکافت یا همجوشی، ایجاب می کند که توجه بیشتری بر رفتار مواد متمرکز شود. تجربیات اخیر با قدرت شکافت نشان می دهد که خواص اساسی مواد، که رفتار قابل اعتماد آنها را در شرایط مشخص طبقه بندی می کند، برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل برای طول عمر مورد انتظار، نیاز به تقویت دارند. پیگیری اطلاعات اضافی به درک بهتر برخی از رفتارهای ناهنجار مشاهده شده و حاشیه مقاومت مواد در برابر شرایط خدمات غیرقابل پیش بینی ادامه می دهد. همچنین آشکار است که در کنار گرمایش و محصور کردن پلاسما، انتخاب مواد جدی‌ترین چالش را برای معرفی قدرت همجوشی نشان می‌دهد. به رسمیت شناختن اهمیت عملکرد مواد برای عملکرد خالص کارخانه، تلاش چند میلیون دلاری تحقیق و توسعه در سراسر جهان را حفظ کرده است که نتایج قابل توجهی را، هم در کمی کردن محدودیت‌های عملکرد مواد در استفاده فعلی و هم در توسعه و صلاحیت مواد جدید به همراه داشته است. بیشتر این اطلاعات در ادبیات باز به شکل گزارش های تحقیقاتی، مقالات مجلات و مجموعه مقالات کنفرانس ظاهر می شود.

In recent years the effort devoted to assuring both the safety and reliability of commercial nuclear fission power reactors has markedly increased. The incentives for performing this work are large since the resulting im­ provement in plant productivity translates into lower fuel costs and, more importantly, reduced reliance on imported oil. Reliability and availability of nuclear power plants, whether fission or fusion, demand that more attention be focused on the behavior of materials. Recent experiences with fission power indicate that the basic properties of materials, which categorize their reliable behavior under specified conditions, need reinforcement to assure trouble-free operation for the expected service life. The pursuit of additional information con­ tinues to demand a better understanding of some of the observed anom­ alous behavior, and of the margin of resistance of materials to unpre­ dictable service conditions. It is also apparent that, next to plasma heating and confinement, materials selection represents the most serious chal­ lenge to the introduction of fusion power. The recognition of the importance of materials performance to nu­ clear plant performance has sustained a multimillion dollar worldwide research and development effort that has yielded significant results, both in quantification of the performance limits of materials in current use and the development and qualification of new materials. Most of this infor­ mation appears in the open literature in the form of research reports, journal articles, and conference proceedings.