Verstehen der Alterung von Kernkraftwerken
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Lebensdauer von Kernkraftwerken definitiv durch die Alterung nicht austauschbarer Komponenten begrenzt ist, haben Energieversorger zweckbestimmte Verfahren entwickelt, um deren strukturelle Integrität zu bewerten. Messungen der Bruchfestigkeit an Prüfstücken im Labor spielen eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung des sicheren Betriebs von Kernkraftwerken bis zu deren Ablaufdatum. Es gibt jedoch noch deutliche Einschränkungen beim Einsatz labortechnischer Darstellungen des Bruchbeginns für die Bewertung von Defekten in wichtigen Komponenten wie beispielsweise Reaktordruckbehältern. Die Unterschiede zwischen Messungen von Laborprüfstücken und an Komponenten von Kernreaktoren waren der Beweggrund für das unter dem Fünften Rahmenprogramm von EURATOM geförderte VOCALIST-Projekt. Projektpartner am Technical Research Centre of Finland haben mit ihrem umfangreichen Wissen zur Nutzung mithilfe des Mastercurve-Konzeptes gewonnener Ergebnisse zum VOCALIST-Projekt beigetragen. Das Mastercurve-Modell wurde für die Simulation von Bruchfestigkeitsdaten aus Prüfstücken mit tiefen Rissen und mit Oberflächenrissen eingesetzt. Charakteristisch für Abschreckversuche ist die hohe Wahrscheinlichkeit der Störungsausbreitung an der Oberfläche der Komponente. Dort wird die Bewertung der Bruchfestigkeit durch den Constraint Effect erschwert. Vor diesem Hintergrund wurden die Versuchsergebnisse neu bewertet, um ungenaue Beziehungen zwischen mit empirischen Prüfmethoden und mit Bruchfestigkeitskurven unter direkter Verwendung der Daten zur Bruchfestigkeit gewonnenen Ergebnissen zu verbessern. Durch Vergleiche der Wahrscheinlichkeit der Rissausbreitung bei bestimmten Temperaturen und Belastungsverteilungen vor dem Riss wurde die Empfindlichkeit des Modells für einzelne Parameter optimiert. Das Mastercurve-Konzept ist zwar schwierig anzuwenden, hat sich jedoch als zuverlässig für die Einschätzung der Rissausbreitung in Materialproben aus Druckbehältern von Kernreaktoren erwiesen.
