Materiały jądrowe opracowane z myślą o zrównoważonej przyszłości
Projekt MATISSE stał się podstawą zintegrowanego europejskiego programu badawczego, w ramach którego badano innowacyjne materiały, które można wykorzystać w celu budowy bezpiecznego i zrównoważonego sektora jądrowego. Inicjatywa obejmowała połączenie projektów realizowanych w ramach współpracy oraz działań koordynacyjnych i wspierających, prowadzonych przez instytuty badawcze. Łącząc 27 organizacji z 10 krajów europejskich (w tym partnera międzynarodowego z Korei Południowej), projekt MATISSE umożliwił naukowcom udział w najnowszych inicjatywach europejskich dotyczących opracowywania zaawansowanych materiałów do produkcji energii jądrowej. Celem było wspieranie współpracy między odpowiednimi krajowymi programami badawczymi poprzez tworzenie sieci kontaktów i integrowanie działań w zakresie innowacji materiałowych na rzecz zaawansowanych systemów jądrowych, dzielenie się najlepszymi praktykami oraz opracowywanie skutecznych narzędzi komunikacyjnych. „Pod patronatem Europejskiego stowarzyszenia badań nad energią (EERA) partnerzy projektu ustanowili wspólny program w zakresie materiałów jądrowych (JPNM) w celu poprawy koordynacji inicjatyw krajowych, europejskich programów pozyskiwania funduszy i innych wspólnych działań”, wyjaśnia koordynator projektu dr Pierre-François Giroux. Konsorcjum koncentrowało się na działaniach badawczo-rozwojowych, które partnerzy JPNM uznali za priorytetowe, czego efektem są postępy w dziedzinie materiałów konwencjonalnych, materiałów zaawansowanych i zdolności prognostycznych. Nowe materiały o ulepszonych właściwościach W ramach projektu działano w obszarze trzech „wielkich wyzwań” określonych przez EERA-JPNM, w tym opracowywano zasady projektowania oraz procedury oceny i testowania odpowiednie do przewidywanych warunków eksploatacji i materiałów. Inne wyzwania dotyczyły opracowania modeli fizycznych w połączeniu z zaawansowaną charakterystyką mikrostrukturalną w celu dokładniejszego zrozumienia zdolności predykcyjnych oraz opracowania nowych materiałów o doskonałych właściwościach termo-mechanicznych i odporności na promieniowanie. „Te trzy główne problemy muszą zostać podjęte i rozwiązane, aby w pełni wykorzystać potencjał technologii jądrowej IV generacji pod względem bezpieczeństwa, wydajności i kosztów”, podkreśla dr Giroux. Jednym z głównych celów projektu było przyczynienie się do przekształcenia JPNM w zintegrowany program badawczy z udziałem państw członkowskich, Komisji Europejskiej i kluczowych europejskich zainteresowanych stron. Ramy MATISSE wykorzystano do realizacji JPNM oraz średnio- i długoterminowej strategii, wraz z planem działania i programem dostępu do wielkoskalowych infrastruktur badawczych. Badanie stopów ODS i kompozytów ceramicznych Konsorcjum opracowało struktury administracyjne, finansowe i zarządcze, wdrażając jednocześnie programy w zakresie kształcenia i szkolenia, tworzenia sieci kontaktów, rozpowszechniania informacji i komunikacji. Ponadto partnerzy projektu określili priorytetowe obszary realizacji badań, prowadzące do istotnych wyników w takich obszarach, jak ocena wpływu hartowania opartego na napromienianiu i mechanizmu pełzania na właściwości stopów ferrytycznych/martenzytycznych. Naukowcy wybrali również powłoki funkcjonalne i zmodyfikowane warstwy powierzchniowe oraz sklasyfikowali zjawiska takie jak oddziaływanie pomiędzy koszulkami paliwowymi i degradacja środowiskowa stali w ciekłych stopach ołowiu. Badano również potencjał stopów wzmacnianych dyspersją tlenków (ODS) i kompozytów ceramicznych do wykorzystania na potrzeby opracowania zaawansowanych koszulek paliwowych oraz nowych materiałów konstrukcyjnych przeznaczonych do reaktorów prędkich. „Uczeni badali i udoskonalali projekty wstępne i właściwości stopów ODS oraz kompozytów ceramicznych do koszulek w celu poszerzenia bazy danych o dostępnych na rynku materiałach, które mogą być wykorzystywane do budowy prototypów reaktorów prędkich”, mówi dr Giroux. Projekt MATISSE przyczynił się do ustalenia kluczowych priorytetów w zakresie zaawansowanych badań nad materiałami jądrowymi, określenia możliwości finansowania i zharmonizowana tej dziedziny nauki i techniki na poziomie europejskim poprzez maksymalizację komplementarnych badań i synergii z głównymi podmiotami w tej dziedzinie. Dr Giroux podsumowuje: „Połączenie prac badawczo-rozwojowych nad materiałami konwencjonalnymi i zaawansowanymi jest korzystne dla systemów jądrowych w ogóle. W perspektywie krótko- i średnioterminowej zostaną zbudowane prototypy z gotowych materiałów, a pierwszy rdzeń zostanie zasilony konwencjonalnymi elementami paliwowymi, natomiast w perspektywie długoterminowej materiały zaawansowane zostaną przetestowane i zatwierdzone do użytku w tych nowych systemach jądrowych”.
Słowa kluczowe
MATISSE, jądrowe, zrównoważone, Europejskie stowarzyszenie badań nad energią, wspólny program w zakresie materiałów jądrowych
