Åldring av metalliska material i kärnkraftverk. En litteraturstudie och erfarenhetsinsamling

Rapportnummer:  14:24
Artikelnummer: 
Spridning: free
Författare:  Charlotta Gustafsson
Pris (tryckt rapport, ex. moms): 
Lagerstatus (tryckt rapport): Slut
Referat:
Den största delen av de knappt 450 kärnkraftsreaktorer som idag är i drift i världen byggdes och togs i drift under 1970 och 1980-talen. Samtliga svenska reaktorer är från just denna period, de togs i drift mellan 1972 och 1985. Under denna period förväntades ökad efterfrågan på energi samtidigt som man ville minska beroendet av fossila bränslen. Reaktorerna designades för att vara i drift i vad som ansågs vara en normal industriell cykel, nämligen 40 år. Merparten av reaktorerna närmar sig därmed slutet på den drifttid för vilken de ursprungligen designades för. Uppfattningen idag är att de befintliga kärnkraftverken kan vara i drift och förse samhället med elektricitet under en betydligt längre period. Förutsättningarna för att reaktorerna ska kunna behållas i drift är att säker, stabil och ekonomiskt lönsam drift kan garanteras. För detta krävs kunskap om de åldrings- och degraderingsprocesser som kan ha inverkan på materialet i kärnkraftverken.
 
Målsättningen för arbetet är att ge en överblick av vad som gjorts inom området åldring av metalliska komponenter inom kärnkraftsbranschen samt att identifiera eventuella områden där kunskapsunderlaget ej är tillfredställande och sammanfatta de största utmaningarna för framtiden.
 
Rapporten innehåller en redogörelse för olika åldringsfenomen som förekommer i litteraturen ur ett säkerhets- materialintegritets- samt driftperspektiv. Även konsekvensen för åldringsfenomen och degraderingsmekanismerna beskrivs. De fenomen och mekanismer som behandlas är: bestrålningsförsprödning, bestrålningseffekter i austenitiska material, termisk åldring, utmattning, korrosion samt spänningskorrosion.
 
Från litteraturstudien samt erfarenheter från expertis från kärnkraftbranschen identifierades ett antal kunskapsområden med otillfredsställande kunskapsunderlag;
 
·         Icke tillräckliga underlag för att kunna dra slutsatser om bestrålningsförsprödning av reaktortanken vid höga doser.
 
·         Oklara samband mellan bestrålningseffekter i austenitiska material och mätbara förändringar i materialet.
 
·         Inverkan av termisk åldring hos komponenter av rostfritt gjutgods.
 
·         Utvärdering av utmattning i reaktormiljö under relevanta cykler.
 
En utmaning är att förstå och hitta angreppsätt för att bestämma påverkan av punkterna ovan. En utmaning är även att bemöta och vara lyhörd för nya mekanismer och situationer som inte identifierats ännu men som kan bli viktigare i och med förlängda drifttider av reaktorerna.  
 
Generellt är experterna som intervjuats eniga om att det är troligt att de svenska reaktorerna kommer att klara en säker drifttid om minst 50 – 60 år. För vissa av anläggningar bör drifttider upp till 80 år vara möjlig.

Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklings- Elforsk - AB, 101 53 Stockholm, Besöksadress: Olof Palmes gata 31, Tel: 08-677 25 30, Kontakt, Cookies