Nucleaire Technologie in de 21ste Eeuw - Intro

is een gigantisch probleem, dat zelfs aanleiding heeft gegeven tot het ontstaan van een nieuw onderzoeksdomein rond ‘ ageing’ van procesinstallaties: hoe lang kan men deze nog veilig bedrijven? Wanneer is het punt van ‘end of life’ definitief aangebroken? Wat zijn de risico’s? Reparat ies, ontmanteling of nieuwbouw? Etc...

Ook de nucleaire sector ontsnapt niet aan dit dilemma. De recente situaties rond de kerncentrales van Doel en Tihange hebben dit duidelijk aangetoond.

4.2. Constructiematerialen: van stralingsschade tot waterstofproblemen

Nucleaire centrales worden continu onderhouden en, waar nodig, worden tijdige vervangingen doorgevoerd ( preventief i.p.v. curatief onderhoud). Een typisch, grootschalig, voorbeeld is de vervanging van stoomgeneratoren in PWR-centrales (cfr. Figuur 7). Stoomgeneratoren zijn een essentieel onderdeel van de centrale, doch zijn permanent onderhevig aan diverse corrosiereacties van de constructiematerialen, zelfs al zijn deze vervaardigd uit hoogwaardige nikkellegeringen (Inconel 600, Inconel 690,...). Het contact met het hoge-temperatuur water van de primaire en de secundaire kringloop veroorzaakt diverse corrosiefenomen of materiaaldegradatie- verschijnselen (putcorrosie, spanningscorrosiescheuren, intergranulaire corrosie, etc.). Vaak worden deze veroorzaakt door de insijpeling van onzuiverheden in het water of door een niet-optimale waterchemie. Vaak zijn ze ook quasi niet te vermijden... Het belangrijkste probleem situeert zich bij de permanente aanwezigheid van (al dan niet) hoge stralingsniveaus, waaraan sommige componenten onderhevig zijn. Dit is niet zozeer het geval voor bovengenoemde stoomgeneratoren, doch des te meer voor het centrale reactorvat of RPV (Reactor Pressure Vessel, cfr. Figuur 7). Dit is het echte hart van de reactor en is niet alleen onderhevig aan blootstelling aan het primaire reactorwater, maar eveneens aan intense straling. Deze straling veroorzaakt fysische verbrossing van het constructiestaal, door beïnvloeding van de micro- structuur van het materiaal, wat uiteindelijk de mogelijke levensduur van het stalen vat gaat beperken. Vroegere studies en berekeningen gingen uit van een mogelijke levensduur van 40 jaar, maar nieuwe experimenten hebben trachten aan te tonen dat levensduurverlengingen tot 60 (of mogelijk zelfs 80) jaar mogelijk zouden moeten mogelijk zijn. Hierbij is echter weinig rekening gehouden met de chemische belasting die de wand van het reactorvat ondergaat. Deze is permanent blootgesteld aan het primaire reactorwater, dat (o.w.v. chemische redenen) niet alleen grote hoeveelheden geïnjecteerde waterstof bevat, maar waarbij het water door de straling ook nog eens gaat ontbinden (radiolyse) met de vrijzetting van waterstofatomen, en daarnaast ook nog eens corrosiereacties kan teweegbrengen, waarbij als nevenproduct opnieuw waterstofatomen kunnen ontstaan... Een gedeelte van de ontstane waterstofatomen (H) zullen combineren tot waterstofmoleculen (H 2 ) en zullen als gas kunnen ontwijken in het reactorwater. Een ander deel zal echter gaan diffunderen in het metaal van de reactorwand en – belangrijk – een bijkomend verbrossingseffect van het metaal kunnen veroorzaken. Dit fenomeen is voor RPV’s nog (relatief) weinig onderzocht, alhoewel het fenomeen van

18