Lead
Es besteht eine weltweite Notwendigkeit zur Entwicklung von sicheren, unabhängigen und nachhaltigen Energiequelle. Die entsprechend Forschung schliesst auch fortgeschrittene nukleare Technologien ein. Hierbei handelt es sich um Systeme, welche einerseits eine erhöhte Sicherheit bieten, und andererseits die Effizienz wesentlich steigern sollen. Eine Erhöhung dieser beiden Kenngrössen stellt andererseits aber auch eine hohe Anforderung an die Materialien dar, und es kann mit Sicherheit gesagt werden, dass die Materialien sogar den limitierenden Faktor darstellen. Die Entwicklung neuartiger Kernbrennstoffe und Strukturmaterialien ist daher unabdingbar. Temperatur und Bestrahlung erzeugen Kriechen, eine plastische Verformung bei vergleichsweise kleinen Spannungen. Das Kriechen unter Bestrahlung ist nicht vollumfänglich verstanden und Gegenstand von dieser Arbeit.

Lay summary

Inhalt und Zweck des Forschungsprogrammes

Das vorliegende Projekt soll den Mechanismus, welcher dem Kriechen unter Bestrahlung zugrunde liegt, beleuchten. Die Untersuchungsmethoden sind: Dehnungs-Versuche von Einkristallen unter ausgewählten Spannungsrichtungen, während die Probe bestrahlt wird, Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS) basierte Messung der Diffusion, um die Bestrahlungs-induzierte Selbstdiffusion unter den verschiedenen Spannungs- und Verformungsgegebenheiten zu determinieren, und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) um die Grössen- und Dichte-Verteilung der Versetzungsringe, als Funktion der angelegten Spannung zu bestimmen. All diese Information ist bis heute nicht bekannt, ist aber essentiell für das Verständnis des Bestrahlungskriechens.

 

Wissenschaftliche und Gesellschaftliche Aspekte des Antrages

Die mit Bedacht ausgelegten Experimente dieses Antrages, werden neue wesentliche Informationen liefern, wie beispielsweise die Auswirkung der kristallbezogenen Spannungsrichtung auf das Kriechen, den Einfluss der Spannung/Dehnung auf die strahlungsinduzierte Eigendiffusion, und den Einfluss der angelegten Spannung auf die Dichte und Grössenverteilung der Versetzungsringe. Diese völlig neuen Erkenntnisse werden helfen, die Quelle des Bestrahlungskriechens fundamental zu verstehen. Die Information kann auch einer entsprechenden Computersimulation zugrunde gelegt werden, um das Potential neuer Materialkandidaten schneller eruieren zu können. Damit wird es möglich sein, bessere und sicherere Materialien für die künftige Generation von Kernreaktoren zu Entwickeln.