{"id":119237,"date":"2023-01-19T20:23:38","date_gmt":"2023-01-19T19:23:38","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/o-que-e-dano-de-radiacao-aos-materiais-do-reator-definicao\/"},"modified":"2023-01-30T09:29:33","modified_gmt":"2023-01-30T08:29:33","slug":"o-que-e-dano-de-radiacao-aos-materiais-do-reator-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/pt-br\/o-que-e-dano-de-radiacao-aos-materiais-do-reator-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Dano de Radia\u00e7\u00e3o aos Materiais do Reator &#8211; Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Os materiais em servi\u00e7o nuclear est\u00e3o sujeitos a v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o.\u00a0Embora a superf\u00edcie interna do RPV esteja exposta a n\u00eautrons de energias variadas, os n\u00eautrons de energia mais alta, acima de 0,5 MeV, produzem a maior parte do dano.<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><strong><span>Os reatores nucleares<\/span><\/strong><span>\u00a0s\u00e3o fontes significativas de radia\u00e7\u00e3o, especialmente radia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons.\u00a0Na opera\u00e7\u00e3o de energia, a\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span>rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o<\/span><\/a><span>\u00a0\u00e9 respons\u00e1vel pela energia gerada em um reator nuclear, e a taxa de rea\u00e7\u00e3o de fiss\u00e3o \u00e9 proporcional ao\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/fuel-burnup\/units-of-fuel-burnup\/neutron-fluence-what-is-fluence\/\"><span>fluxo de n\u00eautrons<\/span><\/a><span>.\u00a0Quando um reator \u00e9 desligado, a fiss\u00e3o essencialmente cessa, mas\u00a0<\/span><strong><span>a energia de decaimento<\/span><\/strong><span>\u00a0ainda est\u00e1 sendo produzida.\u00a0A energia produzida ap\u00f3s o desligamento \u00e9 chamada de\u00a0<\/span><strong><span>calor de decaimento<\/span><\/strong><span>.\u00a0Os reatores nucleares s\u00e3o, portanto, fontes de v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o, sendo os n\u00eautrons os mais importantes.\u00a0Cada tipo de radia\u00e7\u00e3o\u00a0<\/span><strong><span>interage de uma maneira diferente<\/span><\/strong><span>, portanto devemos descrever a intera\u00e7\u00e3o de part\u00edculas (radia\u00e7\u00e3o como um fluxo dessas part\u00edculas) separadamente.\u00a0Por exemplo, part\u00edculas carregadas com altas energias podem ionizar \u00e1tomos diretamente.\u00a0Por outro lado, part\u00edculas eletricamente neutras interagem apenas indiretamente, mas tamb\u00e9m podem transferir algumas ou todas as suas energias para a mat\u00e9ria.<\/span><\/p>\n<p><span>Esta \u00e9 a caracter\u00edstica chave da categoriza\u00e7\u00e3o das fontes de radia\u00e7\u00e3o.\u00a0Eles geralmente s\u00e3o categorizados em dois tipos gerais, como segue:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Part\u00edculas carregadas<\/span><\/strong><span>\u00a0(diretamente ionizantes)<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\"><strong><span>Part\u00edculas beta<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Part\u00edculas beta s\u00e3o el\u00e9trons r\u00e1pidos ou p\u00f3sitrons emitidos no decaimento beta nuclear, bem como el\u00e9trons energ\u00e9ticos produzidos por qualquer outro processo.\u00a0A radia\u00e7\u00e3o beta ioniza a mat\u00e9ria mais fraca que<\/span> <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>a radia\u00e7\u00e3o alfa<\/span><\/a><span>.\u00a0Por outro lado, os<\/span><strong><span>\u00a0intervalos de part\u00edculas beta s\u00e3o mais longos<\/span><\/strong><span>\u00a0e dependem fortemente da energia cin\u00e9tica inicial da part\u00edcula.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Part\u00edculas carregadas pesadas<\/span><\/strong><span>.\u00a0Part\u00edculas carregadas pesadas s\u00e3o todos \u00edons energ\u00e9ticos com massa de uma unidade de massa at\u00f4mica ou maior, como pr\u00f3tons,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>part\u00edculas alfa<\/span><\/a><span>\u00a0(n\u00facleos de h\u00e9lio) ou\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/fission-fragments\/\"><span>fragmentos de fiss\u00e3o<\/span><\/a><span>.\u00a0O poder de parada da maioria dos materiais \u00e9 muito alto para part\u00edculas alfa e para part\u00edculas carregadas pesadas.\u00a0Portanto, as part\u00edculas alfa t\u00eam\u00a0<\/span><strong><span>alcances muito curtos<\/span><\/strong><span>. Por outro lado, elas produzem ioniza\u00e7\u00e3o massiva da mat\u00e9ria circundante.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong><span>Part\u00edculas neutras<\/span><\/strong><span>\u00a0(indiretamente ionizantes)<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/\"><strong><span>Radia\u00e7\u00e3o gama<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0(radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica).\u00a0Os raios gama ionizam a mat\u00e9ria principalmente por meio<\/span><strong><span> de ioniza\u00e7\u00e3o indireta<\/span><\/strong><span>.\u00a0Os raios gama s\u00e3o muito penetrantes, por outro lado, sua ioniza\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o intensa quanto para part\u00edculas carregadas.\u00a0Embora um grande n\u00famero de intera\u00e7\u00f5es poss\u00edveis seja conhecido, existem tr\u00eas mecanismos principais de intera\u00e7\u00e3o com a mat\u00e9ria.<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\"><strong><span>Efeito fotoel\u00e9trico<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/compton-scattering\/\"><strong><span>Efeito Compton<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/pair-production\/\"><strong><span>produ\u00e7\u00e3o de pares<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\"><strong><span>Neutr\u00f5es<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Os n\u00eautrons podem ser emitidos por<\/span> <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span>fiss\u00e3o nuclear<\/span><\/a><span>\u00a0ou pelo<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/radioactive-decay\/\"><span>\u00a0decaimento<\/span><\/a><span>\u00a0de alguns \u00e1tomos radioativos.\u00a0Os n\u00eautrons<\/span><strong><span> n\u00e3o t\u00eam carga el\u00e9trica l\u00edquida<\/span><\/strong><span>, portanto n\u00e3o podem ser afetados ou interrompidos por for\u00e7as el\u00e9tricas.\u00a0Os n\u00eautrons ionizam a mat\u00e9ria apenas indiretamente, o que torna os n\u00eautrons um tipo de radia\u00e7\u00e3o altamente penetrante.\u00a0Os n\u00eautrons se espalham com n\u00facleos pesados<\/span><strong><span> \u200b\u200bmuito elasticamente<\/span><\/strong><span>.\u00a0N\u00facleos pesados \u200b\u200bmuito duros desaceleram um n\u00eautron e muito menos absorvem um n\u00eautron r\u00e1pido.\u00a0Uma absor\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons (dir\u00edamos blindagem) causa o in\u00edcio de certa<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/interactions-neutrons-matter\/\"><span>\u00a0rea\u00e7\u00e3o nuclear<\/span><\/a><span>\u00a0(captura, rearranjo ou mesmo<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span> fiss\u00e3o<\/span><\/a><span>), que \u00e9 acompanhada por v\u00e1rios outros<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/forms-ionizing-radiation\/\"><span>\u00a0tipos de radia\u00e7\u00e3o<\/span><\/a><span>.\u00a0Resumindo, apenas os n\u00eautrons tornam a mat\u00e9ria radioativa, portanto com os n\u00eautrons temos que blindar tamb\u00e9m os outros tipos de radia\u00e7\u00e3o.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Defeitos cristalogr\u00e1ficos induzidos por radia\u00e7\u00e3o<\/span><\/h3>\n<p><span>Os materiais em servi\u00e7o nuclear est\u00e3o sujeitos a v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o.\u00a0Alguns deles podem causar danos significativos \u00e0 estrutura cristalina dos materiais.\u00a0A radia\u00e7\u00e3o nuclear concentra grandes quantidades de energia em \u00e1reas altamente localizadas.\u00a0O dano \u00e9 causado pela intera\u00e7\u00e3o dessa energia com os n\u00facleos e\/ou el\u00e9trons em \u00f3rbita.<\/span><\/p>\n<p><span>Como foi escrito, part\u00edculas carregadas com altas energias podem ionizar \u00e1tomos diretamente ou podem causar excita\u00e7\u00e3o de el\u00e9trons circundantes.\u00a0A\u00a0<\/span><strong><span>ioniza\u00e7\u00e3o e a excita\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><span>\u00a0dissipam grande parte da energia das part\u00edculas carregadas mais pesadas e\u00a0<\/span><strong><span>causam poucos danos<\/span><\/strong><span>.\u00a0Isso ocorre porque os el\u00e9trons s\u00e3o relativamente livres para se mover e logo s\u00e3o substitu\u00eddos.\u00a0O efeito l\u00edquido da radia\u00e7\u00e3o beta e gama no metal \u00e9 gerar uma pequena quantidade de calor.\u00a0Part\u00edculas mais pesadas, como pr\u00f3tons, part\u00edculas alfa,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/fast-neutrons-high-energy-neutrons\/\"><strong><span>n\u00eautrons r\u00e1pidos<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0e fragmentos de fiss\u00e3o, geralmente transferem energia suficiente por meio de colis\u00f5es el\u00e1sticas ou inel\u00e1sticas para remover os n\u00facleos de suas posi\u00e7\u00f5es de rede (cristalina).\u00a0Essa adi\u00e7\u00e3o de vac\u00e2ncias e \u00e1tomos intersticiais causa mudan\u00e7as nas propriedades dos metais.<\/span><\/p>\n<p><span>Em geral, os efeitos de maior interesse podem ser descritos pelos seguintes agrupamentos:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/vacancy-crystallographic-defects\/\"><strong><span>Vagas ou Knock-ons<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Defeitos de vac\u00e2ncia resultam de um \u00e1tomo ausente em uma posi\u00e7\u00e3o de rede.\u00a0A estabilidade da<\/span> <a href=\"https:\/\/material-properties.org\/crystal-structure-of-chemical-elements\/\"><span>estrutura cristalina<\/span><\/a><span>\u00a0circundante garante que os \u00e1tomos vizinhos n\u00e3o ir\u00e3o simplesmente colapsar em torno da vac\u00e2ncia.\u00a0Isso pode ser causado pela intera\u00e7\u00e3o direta de um<\/span><strong><span>\u00a0n\u00eautron de alta energia<\/span><\/strong><span>\u00a0ou um fragmento de fiss\u00e3o.\u00a0Se um alvo ou n\u00facleo atingido ganha cerca de 25 eV de energia cin\u00e9tica (25 eV a 30 eV para a maioria dos metais) em uma colis\u00e3o com uma part\u00edcula de radia\u00e7\u00e3o (geralmente um n\u00eautron r\u00e1pido), o n\u00facleo ser\u00e1 deslocado de sua posi\u00e7\u00e3o de equil\u00edbrio na rede cristalina .\u00a0Durante uma irradia\u00e7\u00e3o longa (para grandes valores da<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/fuel-burnup\/units-of-fuel-burnup\/neutron-fluence-what-is-fluence\/\"><span>\u00a0flu\u00eancia de n\u00eautrons<\/span><\/a><span>), muitos dos \u00e1tomos deslocados retornar\u00e3o aos locais normais (est\u00e1veis) da rede (ou seja, o recozimento parcial ocorre espontaneamente).<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/interstitial-defect-crystallographic-defects\/\"><strong><span>Intersticiais<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Defeitos intersticiais resultam de uma impureza localizada em um s\u00edtio intersticial ou um dos \u00e1tomos da rede estando em uma posi\u00e7\u00e3o intersticial em vez de estar em sua posi\u00e7\u00e3o de rede.\u00a0Um intersticial \u00e9 formado quando um \u00e1tomo, que \u00e9 arrancado de sua posi\u00e7\u00e3o, para em algum ponto remoto.<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/measurement-of-radiation\/what-is-ionization\/\"><strong><span>Ioniza\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0A ioniza\u00e7\u00e3o \u00e9 causada pela remo\u00e7\u00e3o de el\u00e9trons de suas camadas eletr\u00f4nicas e tem o efeito de alterar as liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas das mol\u00e9culas.\u00a0No metal, a ioniza\u00e7\u00e3o n\u00e3o causa mudan\u00e7as dram\u00e1ticas nas propriedades do material.\u00a0Isso se deve aos el\u00e9trons livres, t\u00edpicos apenas da liga\u00e7\u00e3o met\u00e1lica.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Espigas T\u00e9rmicas e de Deslocamento<\/span><\/strong><span>.\u00a0Picos t\u00e9rmicos e de deslocamento podem causar distor\u00e7\u00e3o que \u00e9 congelada como tens\u00e3o na \u00e1rea microsc\u00f3pica.\u00a0Esses picos podem causar uma altera\u00e7\u00e3o nas propriedades do material.\u00a0Este termo identifica dom\u00ednios localizados de alta temperatura causados \u200b\u200bpela deposi\u00e7\u00e3o de energia de n\u00eautrons e fragmentos de fiss\u00e3o.\u00a0Um pico de deslocamento ocorre quando muitos \u00e1tomos em uma pequena \u00e1rea s\u00e3o deslocados por um knock-on (ou cascata de knock-ons).\u00a0Um n\u00eautron de 1 MeV pode afetar aproximadamente 5.000 \u00e1tomos, constituindo um desses picos.\u00a0A presen\u00e7a de muitos picos de deslocamento altera as propriedades do metal que est\u00e1 sendo irradiado, como aumento da dureza e diminui\u00e7\u00e3o da ductilidade.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>\u00c1tomos de Impureza<\/span><\/strong><span>.\u00a0A captura de n\u00eautrons e as rea\u00e7\u00f5es nucleares induzidas por v\u00e1rias radia\u00e7\u00f5es t\u00eam o efeito de transmutar um \u00e1tomo em um elemento estranho ao material.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Deslizamento induzido por radia\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><span>.\u00a0Em reatores nucleares, muitos componentes met\u00e1licos s\u00e3o submetidos simultaneamente a campos de radia\u00e7\u00e3o, temperaturas elevadas e estresse.\u00a0Metal sob tens\u00e3o em temperatura elevada exibe o fen\u00f4meno de flu\u00eancia, ou seja.\u00a0o aumento gradual da tens\u00e3o com o tempo.\u00a0A flu\u00eancia de componentes de metal nas temperaturas de opera\u00e7\u00e3o do reator torna-se mais r\u00e1pida quando eles s\u00e3o expostos a um campo de radia\u00e7\u00e3o.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><span>N\u00eautrons com energia suficiente<\/span><\/strong><span>\u00a0podem perturbar o arranjo at\u00f4mico ou a estrutura cristalina dos materiais.\u00a0A influ\u00eancia do dano estrutural \u00e9 mais significativa para os metais por causa de sua relativa imunidade ao dano por radia\u00e7\u00e3o ionizante.\u00a0Os reatores de \u00e1gua pressurizada operam com uma taxa mais alta de impactos de n\u00eautrons e seus vasos, portanto, tendem a experimentar um maior grau de fragiliza\u00e7\u00e3o do que os vasos de reatores de \u00e1gua fervente.\u00a0Muitos reatores de \u00e1gua pressurizada projetam seus n\u00facleos para reduzir o n\u00famero de n\u00eautrons que atingem a parede do vaso.\u00a0Isso retarda a fragiliza\u00e7\u00e3o do vaso.\u00a0Os regulamentos do NRC abordam a fragiliza\u00e7\u00e3o em 10 CFR Parte 50, Ap\u00eandice G, &#8220;Requisitos de Resist\u00eancia \u00e0 Fratura&#8221; e Ap\u00eandice H, &#8220;Requisitos do Programa de Vigil\u00e2ncia de Material do Reator&#8221;.\u00a0Como o\u00a0<\/span><strong><span>vaso de press\u00e3o do reator <\/span><\/strong><span>\u00e9 considerado\u00a0<\/span><strong><span>insubstitu\u00edvel<\/span><\/strong><span>, a fragiliza\u00e7\u00e3o por irradia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons de a\u00e7os de vasos de press\u00e3o \u00e9 uma quest\u00e3o-chave na avalia\u00e7\u00e3o de longo prazo da integridade estrutural para programas de obten\u00e7\u00e3o e extens\u00e3o de vida \u00fatil.<\/span><\/p>\n<p><span>Danos de radia\u00e7\u00e3o s\u00e3o produzidos quando n\u00eautrons de energia suficiente deslocam \u00e1tomos (especialmente em a\u00e7os em temperaturas operacionais de 260 a 300\u00b0C) que resultam em\u00a0<\/span><strong><span>cascatas de deslocamento<\/span><\/strong><span>\u00a0que produzem um grande n\u00famero de defeitos, tanto vac\u00e2ncias quanto intersticiais.\u00a0Embora a superf\u00edcie interna do RPV esteja exposta a n\u00eautrons de energias variadas, os n\u00eautrons de maior energia, aqueles\u00a0<\/span><strong><span>acima de 0,5 MeV<\/span><\/strong><span>, produzem a maior parte do dano.\u00a0A fim de minimizar essa degrada\u00e7\u00e3o do material, o tipo e a estrutura do\u00a0<\/span><strong><span>a\u00e7o devem ser selecionados adequadamente<\/span><\/strong><span>.\u00a0Hoje sabe-se que a suscetibilidade dos a\u00e7os para vasos de press\u00e3o do reator \u00e9 fortemente afetada (negativamente) pela presen\u00e7a de cobre, n\u00edquel e f\u00f3sforo.<\/span><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-27932\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/ductile-brittle-transition-temperature-ductility-brittleness.png\" alt=\"temperatura de transi\u00e7\u00e3o d\u00factil-fr\u00e1gil\" width=\"431\" height=\"519\" \/><span>Como foi escrito, a distin\u00e7\u00e3o entre fragilidade e\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/\"><span>ductilidade<\/span><\/a><span>\u00a0n\u00e3o \u00e9 facilmente aparente, especialmente porque tanto a ductilidade quanto o comportamento fr\u00e1gil dependem n\u00e3o apenas do material em quest\u00e3o, mas tamb\u00e9m\u00a0<\/span><strong><span>da temperatura<\/span><\/strong><span>\u00a0(transi\u00e7\u00e3o d\u00factil-fr\u00e1gil) do material.\u00a0O efeito da temperatura na natureza da fratura \u00e9 de consider\u00e1vel import\u00e2ncia.\u00a0Muitos a\u00e7os exibem fratura d\u00factil em temperaturas elevadas e\u00a0<\/span><strong><span>fratura fr\u00e1gil em baixas temperaturas<\/span><\/strong><span>.\u00a0A temperatura acima da qual um material \u00e9 d\u00factil e abaixo da qual \u00e9 fr\u00e1gil \u00e9 conhecida como\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong><span>temperatura de transi\u00e7\u00e3o d\u00factil-fr\u00e1gil<\/span><\/strong><\/a> <span>(DBTT), temperatura de ductilidade nula (NDT) ou temperatura de transi\u00e7\u00e3o de ductilidade nula.\u00a0Esta temperatura n\u00e3o \u00e9 precisa, mas varia de acordo com o tratamento mec\u00e2nico e t\u00e9rmico pr\u00e9vio e a natureza e quantidade de elementos impuros.\u00a0Pode ser determinado por alguma forma de teste de queda de peso (por exemplo, os\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/toughness\/charpy-impact-test\/\"><strong><span>testes Charpy ou Izod<\/span><\/strong><\/a><span>).<\/span><\/p>\n<p><span>Para minimizar a flu\u00eancia de n\u00eautrons:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-reflector\/\"><strong><span>Refletores de n\u00eautrons radiais<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0s\u00e3o instalados ao redor do n\u00facleo do reator.\u00a0Os refletores de n\u00eautrons reduzem o vazamento de n\u00eautrons e, portanto, reduzem a flu\u00eancia de n\u00eautrons em um vaso de press\u00e3o do reator.<\/span><\/li>\n<li><span>Os projetistas do n\u00facleo projetam os\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/fuel-loading-pattern\/\"><strong><span>padr\u00f5es de carga de baixo vazamento<\/span><\/strong><\/a><span>, nos quais\u00a0<\/span><strong><span>os conjuntos de combust\u00edvel fresco n\u00e3o est\u00e3o situados nas posi\u00e7\u00f5es perif\u00e9ricas<\/span><\/strong><span>\u00a0do\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor-core\/\"><span>n\u00facleo do reator<\/span><\/a><span>.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Se o metal for aquecido a temperaturas elevadas ap\u00f3s a irradia\u00e7\u00e3o (uma forma de recozimento), verifica-se que a resist\u00eancia e a ductilidade retornam aos mesmos valores de antes da irradia\u00e7\u00e3o.\u00a0Isso significa que os danos causados \u200b\u200bpela radia\u00e7\u00e3o podem ser recozidos de um metal.<\/span><\/p>\n<p><span>Veja tamb\u00e9m:\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong><span>Temperatura de transi\u00e7\u00e3o d\u00factil-fr\u00e1gil<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p><span>Veja tamb\u00e9m:\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-fluence-and-irradiation-embrittlement\/\"><strong><span>Fragiliza\u00e7\u00e3o por Irradia\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p><span>Veja tamb\u00e9m:\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/heat-treatment-of-metals\/thermal-annealing\/\"><strong><span>Recozimento T\u00e9rmico<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<h3><span>Programa de Vigil\u00e2ncia de Materiais de Navios Reatores<\/span><\/h3>\n<p><strong><span>Programas de vigil\u00e2ncia de navios reatores <\/span><\/strong><span>fornecer informa\u00e7\u00f5es sobre o efeito da radia\u00e7\u00e3o nos materiais da embarca\u00e7\u00e3o em condi\u00e7\u00f5es de opera\u00e7\u00e3o.\u00a0O programa de vigil\u00e2ncia do vaso do reator utiliza c\u00e1psulas localizadas na parede do vaso diretamente opostas ao centro do n\u00facleo.\u00a0As c\u00e1psulas cont\u00eam amostras de a\u00e7o do vaso do reator obtidas durante a fabrica\u00e7\u00e3o do vaso e s\u00e3o retiradas periodicamente do vaso do reator.\u00a0As c\u00e1psulas de vigil\u00e2ncia devem estar localizadas perto da parede interna do vaso na regi\u00e3o da linha de cintura para que as amostras de material dupliquem, no maior grau poss\u00edvel, o espectro de n\u00eautrons, o hist\u00f3rico de temperatura e a flu\u00eancia m\u00e1xima de n\u00eautrons experimentados na superf\u00edcie interna do vaso do reator.\u00a0Uma c\u00e1psula de esp\u00e9cime contendo esp\u00e9cimes para uso em testes mec\u00e2nicos de entalhe em V, tra\u00e7\u00e3o e fratura Charpy pode ser removida do reator durante os per\u00edodos normais de reabastecimento.<\/span><\/p>\n<p><span>A t\u00e9cnica Charpy V-notch (CVN) \u00e9 a mais comumente usada. O teste Charpy V-notch usa uma amostra entalhada de se\u00e7\u00e3o transversal definida. Para essas condi\u00e7\u00f5es de carregamento din\u00e2mico e quando um entalhe est\u00e1 presente, estamos usando a\u00a0<\/span><strong><span>tenacidade ao entalhe<\/span><\/strong><span>. Os testes de impacto Charpy e Izod s\u00e3o usados \u200b\u200bpara medir esse par\u00e2metro, que \u00e9 importante para avaliar o comportamento de transi\u00e7\u00e3o d\u00factil para fr\u00e1gil de um material. Da mesma forma que a tenacidade \u00e0 tra\u00e7\u00e3o, a tenacidade do entalhe \u00e9 medida em unidades de\u00a0<\/span><strong><span>joule por metro c\u00fabico<\/span><\/strong><span> (J\u00b7m\u22123) no sistema SI, mas neste caso estamos medindo a \u00e1rea na posi\u00e7\u00e3o do entalhe.<\/span><\/p>\n<p><span>Tamb\u00e9m pode haver dos\u00edmetros especiais, incluindo n\u00edquel puro, cobre, ferro, alum\u00ednio-cobalto ou ur\u00e2nio-238, que podem ser colocados em espa\u00e7adores especialmente perfurados para conter os dos\u00edmetros.<\/span><\/p>\n<p><span>De acordo com 10 CFR 50 Ap\u00eandice H, nenhum programa de vigil\u00e2ncia de material \u00e9 necess\u00e1rio para recipientes de reatores para os quais pode ser demonstrado de forma conservadora por m\u00e9todos anal\u00edticos aplicados a dados experimentais e testes realizados em recipientes compar\u00e1veis, fazendo concess\u00f5es apropriadas para todas as incertezas nas medi\u00e7\u00f5es, que o a flu\u00eancia m\u00e1xima de n\u00eautrons no final da vida \u00fatil projetada do recipiente n\u00e3o exceder\u00e1\u00a0<\/span><strong><span>10<\/span><sup><span>17<\/span><\/sup><span> n\/cm<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0(E&gt;1 MeV)<\/span><\/strong><span>.<\/span><\/p>\n<p><span>Refer\u00eancia Especial: NUREG-1511, Relat\u00f3rio de Status do Vaso de Press\u00e3o do Reator.\u00a0Comiss\u00e3o Reguladora Nuclear dos EUA, Washington, DC, 1994.<\/span><\/p>\n<h3><span>Recozimento de vaso de press\u00e3o do reator<\/span><\/h3>\n<p><span>Durante a opera\u00e7\u00e3o de uma <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>usina nuclear<\/span><\/a><span>, o material do <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/reactor-pressure-vessel\/\"><span>vaso de press\u00e3o do reator<\/span><\/a><span> e o material de outros componentes internos do reator s\u00e3o expostos \u00e0\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\"><span>radia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons<\/span><\/a><span> (especialmente a n\u00eautrons r\u00e1pidos &gt; 0,5 MeV), o que resulta em <\/span><strong><span>fragiliza\u00e7\u00e3o localizada<\/span><\/strong><span> \u00a0do a\u00e7o e soldas no \u00e1rea do n\u00facleo do reator.\u00a0Esse fen\u00f4meno, conhecido como\u00a0<\/span><strong><span>fragiliza\u00e7\u00e3o por irradia\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><span>, resulta em:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Aumente constantemente o DBTT<\/span><\/strong><span>.\u00a0N\u00e3o \u00e9 prov\u00e1vel que o DBTT se aproxime da temperatura operacional normal do a\u00e7o.\u00a0No entanto, existe a possibilidade de que, quando o reator estiver sendo desligado ou durante um resfriamento anormal, a temperatura caia abaixo do valor DBTT enquanto a press\u00e3o interna ainda estiver alta.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Queda na energia de fratura da prateleira superior<\/span><\/strong><span>.\u00a0Os efeitos da radia\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m se manifestam por uma queda na energia de fratura da prateleira superior e diminui\u00e7\u00e3o da tenacidade \u00e0 fratura.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Todos esses efeitos devem ser monitorados pelos operadores da planta.\u00a0Portanto, os reguladores nucleares exigem que um programa de vigil\u00e2ncia do material do vaso do reator seja conduzido em reatores de pot\u00eancia refrigerados a \u00e1gua.<\/span><\/p>\n<p><span>Uma vez que um material de RPV \u00e9 degradado por <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-fluence-and-irradiation-embrittlement\/\"><span>fragiliza\u00e7\u00e3o por radia\u00e7\u00e3o<\/span><\/a><span> (por exemplo, aumento significativo na temperatura de transi\u00e7\u00e3o d\u00factil-fr\u00e1gil Charpy ou redu\u00e7\u00e3o da tenacidade \u00e0 fratura), o <\/span><strong><span>recozimento t\u00e9rmico<\/span><\/strong><span> do RPV \u00e9 a \u00fanica maneira de recuperar as propriedades de tenacidade do material RPV.<\/span><\/p>\n<p><span>De acordo com 10 CFR 50.66 &#8211; Requisitos para recozimento t\u00e9rmico do vaso de press\u00e3o do reator:<\/span><\/p>\n<p><em><span>&#8220;Para os reatores de energia nuclear de \u00e1gua leve onde a radia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons reduziu a tenacidade \u00e0 fratura dos materiais do vaso do reator, um recozimento t\u00e9rmico pode ser aplicado ao vaso do reator para recuperar a tenacidade \u00e0 fratura do material.&#8221;<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><span>O recozimento t\u00e9rmico<\/span><\/strong><span> (<\/span><strong><span>m\u00e9todo &#8220;seco&#8221;<\/span><\/strong><span>) do vaso de press\u00e3o do reator \u00e9 um m\u00e9todo pelo qual o vaso de press\u00e3o (com todos os internos do reator removidos) \u00e9 aquecido at\u00e9 uma certa temperatura (geralmente entre <\/span><strong><span>420 \u2013 460 \u00b0C<\/span><\/strong><span>) pelo uso de uma fonte de calor externa ( aquecedores el\u00e9tricos, ar quente), mantidos por um determinado per\u00edodo (<\/span><strong><span>por exemplo, 100 \u2013 200 horas<\/span><\/strong><span>) e depois resfriados lentamente.\u00a0O equipamento de recozimento \u00e9 geralmente um forno em forma de anel com elementos de aquecimento em sua superf\u00edcie externa.\u00a0A pot\u00eancia de sa\u00edda dos aquecedores instalados pode atingir at\u00e9 1 MWe.\u00a0Foi demonstrado que, para os materiais especialmente fabricados, a prateleira superior recuperou 100% ap\u00f3s 24 horas de recozimento e mais rapidamente do que a temperatura de transi\u00e7\u00e3o.\u00a0O recozimento por 168 horas recuperou 90% da mudan\u00e7a de temperatura de transi\u00e7\u00e3o.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Recozimento \u00famido<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Existe tamb\u00e9m a possibilidade do chamado m\u00e9todo <\/span><strong><span>de recozimento \u201c\u00famido\u201d<\/span><\/strong><span> que foi aplicado nos EUA e na B\u00e9lgica.\u00a0O recozimento nessa temperatura ~340 \u00b0C foi alcan\u00e7ado sem aquecimento externo, mas pelo aumento da temperatura do l\u00edquido de arrefecimento obtido pela energia das bombas de circula\u00e7\u00e3o do circuito prim\u00e1rio.\u00a0Este tipo de recozimento proporciona apenas uma recupera\u00e7\u00e3o parcial do material devido \u00e0 limita\u00e7\u00e3o da temperatura m\u00e1xima.<\/span><\/p>\n<p><span>Refer\u00eancia Especial: Recozimento e re-fragiliza\u00e7\u00e3o de materiais de vasos de press\u00e3o do reator.\u00a0relat\u00f3rio AMES N.19;\u00a0ISSN 1018-5593.\u00a0Comunidades Europ\u00e9ias, 2008.<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span><div class=\"su-accordion su-u-trim\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>Refer\u00eancias:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Ci\u00eancia de materiais:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>Departamento de Energia dos EUA, Ci\u00eancia de Materiais.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ci\u00eancia e Engenharia de Materiais: Uma Introdu\u00e7\u00e3o 9\u00aa Edi\u00e7\u00e3o, Wiley;\u00a09 edi\u00e7\u00e3o (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<\/span><\/li>\n<li><span>Eberhart, Mark (2003).\u00a0Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz.\u00a0Harmonia.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span><\/li>\n<li><span>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Termodin\u00e2mica dos Materiais (4\u00aa ed.).\u00a0Editora Taylor e Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span><\/li>\n<li><span>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. &amp; Mancini, HL (2004).\u00a0Uma Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Ci\u00eancia dos Materiais.\u00a0Princeton University Press.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiais: engenharia, ci\u00eancia, processamento e design (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 Engenharia Nuclear, 3\u00aa ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Veja acima:<\/span><br \/>\n<span>Materiais da Usina El\u00e9trica<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-and-power-plant-materials\/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff ;border-color:#ffffff ;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff ;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000\"><i class=\"sui sui-link\" style=\"font-size:16px;color:#5d5d5d\"><\/i> <\/span><\/a><\/span><\/p><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Esperamos que este artigo,\u00a0<\/span><strong><span>Dano por radia\u00e7\u00e3o em materiais de reatores<\/span><\/strong><span>, ajude voc\u00ea.\u00a0Se sim,\u00a0<\/span><strong><span>d\u00ea um like<\/span><\/strong><span>\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este artigo,\u00a0Dano por radia\u00e7\u00e3o em materiais de reatores, ajude voc\u00ea.\u00a0Se sim,\u00a0d\u00ea um like\u00a0na barra lateral.\u00a0O objetivo principal deste site \u00e9 ajudar o p\u00fablico a aprender algumas informa\u00e7\u00f5es interessantes e importantes sobre materiais e suas propriedades. &nbsp;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>O que \u00e9 dano de radia\u00e7\u00e3o aos materiais do reator - Defini\u00e7\u00e3o | Propriedades do Material<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Os materiais em servi\u00e7o nuclear est\u00e3o sujeitos a v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o. 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