Infolge des internationalen Ausbaus nuklearer Anlagen besteht zur Gewährleistung der nuklearen Sicherheit ein gleichbleibend hohes Interesse die Sicherheitsstandards neuer bzw. laufender Reaktoren beurteilen zu können. Zu diesem Zweck sind u. a. die Bereitstellung und Weiterentwicklung zerstörungsfreier Prüfmethoden zur Erfassung von Materialdegradationen der Kraftwerkskomponenten nötig. Ein Schwerpunkt ist hierbei das Hochtemperaturverhalten und die damit verbundenen Mikrostrukturveränderungen.

Um diese Aspekte bei modernen Reaktorwerkstoffen mittels zerstörungsfreier Prüfmethoden erfassen zu können, werden in diesem Projekt definierte, durch betriebstypische Beanspruchungen erzeugte Werkstoffzustände mikromagnetisch charakterisiert und die resultierenden Kenngrößen mit dem mechanischen Verhalten sowie den Mikrostrukturveränderungen korreliert. Konkret werden hierzu ein martensitischer Stahl mit 9 Ma.-% Cr (P91) sowie ein hochchromhaltiger ferritischer Stahl des Typs HiperFer, welcher am Forschungszentrum Jülich entwickelt wurde, in Kriechversuchen und thermomechanischen Ermüdungsversuchen beansprucht. Anschließend erfolgen mikromagnetische Messungen mit Hilfe eines am IZFP entwickelten 3MA-Sensors. Komplementiert werden diese Untersuchungen von Mikrostrukturanalysen sowie instrumentierten zyklischen Eindringprüfungen, wodurch zusätzlich zyklische und quasistatische Kennwerte der Zustände ermittelt werden. Folglich wird ein vertieftes Verständnis von betriebsbedingten Mikrostrukturveränderungen auf das magnetische Materialverhalten geschaffen, was gleichzeitig Korrelationsdatensätze zur zerstörungsfreien Prüfung an Kraftwerkskomponenten bildet und die Kompetenz zur Sicherheitsbewertung von Kernkraftwerken erheblich erweitert.

Dieses Projekt wird gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) bearbeitet und finanziell durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert.