PERFORM 60 – Prediction of the effects of radiation for reactor pressure vessel and in-core materials using multi-scale modelling – 60years foreseen plant lifetime

Le vieillissement des internes de cuve. Programme de recherche en support à la durée de fonctionnement des réacteurs REP

“…Ces études théoriques et expérimentales s'appuient sur des irradiations analytiques permettant d'étudier de manière isolée certains phénomènes et sur des observations fines de la microstructure d'irradiation avec des outils tels que la microscopie électronique en transmission et la sonde atomique tomographique (SAT) qui permettent des échelles d'observation de l'ordre du nanomètre. Enfin, il faut noter au niveau international et notamment européen avec les projets PERFECT et PERFORM-60 [1] du PCRD-7 un effort continu depuis une dizaine d'année pour développer des outils de simulation prédictifs des effets de l'irradiation sur les matériaux d'Internes et de cuve à différentes échelles.…”

“…La représentativité 1 de la microstructure des aciers austénitiques inoxydables irradiés avec des particules énergétiques (protons, ions) vis-à-vis de celle obtenue par irradiation neutronique a permis, compte tenu de la faible activité des échantillons irradiés avec ces particules, le développement de nombreuses études paramétriques ces dernières années. 1 Cette représentativité est basée sur la population des boucles de Franck, la ségrégation induite par l'irradiation et la sensibilité à la CSC. Il faut cependant noter que les phénomènes physiques résultant des interactions entre le réseau atomique et les deux types de particules sont différents.…”

“…L'acquisition des connaissances sur les mécanismes de vieillissement des matériaux des internes inférieurs sous irradiation en conditions REP (ensemble cloison-renfort pour les paliers 900 et 1300 MWe et réflecteur lourd pour l'EPR), sur les effets de ce vieillissement sur les propriétés des matériaux et sur ses conséquences en termes de dégradations est réalisée notamment dans le cadre du projet de recherche, « Internes de cuve », collaboratif dédié entre EDF, AREVA et le CEA. D'autres programmes nationaux et internationaux, tels que les programmes européens (PERFECT, PERFORM-60 [1]) avec des travaux plus amont, complètent la compréhension des mécanismes de vieillissement de ces matériaux. Le projet « Internes de cuve » vise à apporter des éléments pour alimenter les dossiers de sûreté analysant la durée de vie des internes de cuve REP et les dossiers nécessaires à la démonstration de l'aptitude des composants principaux à assurer leur fonction jusqu'à la VD4 + 20 ans pour les paliers 900, 1300 MWe et N4.…”

Bridging Kinematic Measurements and Crystal Plasticity Models in Austenitic Stainless Steels

“…In particular, to ensure the in-service strength of components, predictive constitutive models are established in micromechanical frameworks and are designed to account for material ageing due to irradiation [1]. Experimentally, the characteristic dimensions of the polycrystalline microstructure are well adapted to study crack initiation, transgranular fracture or cleavage often leading to the material failure.…”

Deformation studies from in situ SEM experiments of a reactor pressure vessel steel at room and low temperatures

“…The temperature shift is associated with other material behavior changes, the most evident being an increase in yield stress [3], while more advanced models of plasticity can also be used to describe irradiation effect on the behavior, for example plasticity involving ductile damage [4]. Because several microstructural changes during irradiation are key in understanding and predicting the plastic response and fracture properties modification with irradiation [5][6][7][8], European projects have been proposed to develop multi-scale modeling strategies for the RPV internals and the RPV steel with the objective of predicting the fracture toughness from microstructural initial composition, neutron flux and fluence, and other reference data [9,10].…”