Aralık 2020’nin sonlarında RosEnergoAtom, (Rusya’nın nükleer enerji santrali işletmeleri yan kuruluşu, Rosatom’un bir parçası) 2021-2024 yılları için Malzeme Yaşlandırma Enstitüsü (MAI) tam üyeliğini devam ettirmek için Fransız elektrik hizmetleri şirketi Électricité de France (EDF) ile bir anlaşma imzaladı. Anlaşma, RosEnergoAtom’un nükleer yapısal malzemelerin yaşlandırılmasına ilişkin araştırma başlatmasına ve diğer MAI üyeleri tarafından yürütülen araştırma sonuçlarına sınırsız erişime sahip olmasına olanak tanıyor.
Rusya Nükleer Enerji Santrali İşletme Enstitüsü, Kurchatov Enstitüsü Ulusal Araştırma Merkezi ve yan kuruluşu Prometey Yapısal Malzemeler Merkezi Araştırma Enstitüsü (Rosatom şirketleri), MAI araştırma projelerine katılan diğer Rus kuruluşları arasında bulunuyor.
EDF ve ortakları (büyük sanayi ve kamu hizmeti şirketleri) 2008 yılında Malzeme Yaşlandırma Enstitüsü’nü kurdu. Bu enstitünün tam üyeleri arasında KANSAI (Japonya), EDF Energy (İngiltere), CGNPC (Çin) ve Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü (EPRI) bulunuyor. MAI, elektrik mühendisliğinde uygulanan yapısal malzemelerin yıpranma süreçlerini incelemek için akademik ve mühendislik toplulukların çabalarını birleştirmeyi amaçlıyor.
Rosatom, MAI öncülüğündeki çeşitli araştırma projelerinde yer alıyor. Bunlardan biri de, nükleer santrallerin ömrünün uzatılmasına yönelik her fizibilite çalışmasının altında yatan bütünlük değerlendirme konularını ele alan RPV Integrity (Nükleer Basınçlı Kap Bütünlüğü) projesi. Bu projenin üç araştırma alanı bulunuyor. Projenin ilk çalışma alanı, 80 yıla varan uzun hizmet ömrü boyunca radyasyona ve sıcaklık yıpranmasına maruz kalan VVER-1000 (Su- Su Enerji Reaktörü) reaktörünün yapısal malzemelerindeki bozulma davranışlarını belirlemeyi ve netleştirmeyi amaçlıyor. İkinci çalışma alanı kapsamında ise, araştırmacılar hem başlangıç durumunda hem de termal ve radyasyon kaynaklı yıpranmadan sonra, yapısal malzemelerin çatlama direncini doğru bir şekilde değerlendirmek için küçük miktarlarda numunelerin kullanılmasının mümkün olup olmadığını analiz ediyor. Üçüncü araştırma hattında ise, reaktör basınç kaplarındaki kaynaklı bağlantıların etrafındaki ısıdan etkilenen bölgelerin ve metal koşullarının değerlendirilmesi yer alıyor. Bu çalışmalar, uzun süreli kullanımda metalin durumunu simüle etmek ve tahmin etmek için eriyik cephesine bitişik olan ve en çok etkilenen alanları belirleme amacını taşıyor.
Tank İçi Projesi, Rosatom tarafından desteklenen ikinci büyük girişim olma özelliğini taşıyor. Proje, reaktör iç kısımlarında gerilme korozyonu kırılganlaşmasının nedenlerini belirleme ve tahmin etme amacını taşıyor. Bu nedenlerin belirlenmesi, kırılganlaşmayı önlemek için reaktörün iç kısımlarının optimum tavlama koşullarının tanımlanmasına yardımcı olacak.
Üçüncü proje ise, beton yapının yıpranmasını yönetme amacını taşıyor. Projenin katılımcıları sıcaklık, nem ve radyasyon dahil olmak üzere, çalışma koşullarının etkisi altında muhafaza betonunun yapısal davranışlarındaki değişiklikleri analiz ediyor. Rosatom’un bu projenin bir parçası olarak yürüttüğü çalışmalar, beton yıpranmasının tahmin edilmesine ve nükleer enerji santralinin hizmet ömrünü hesaplamak için bir formül geliştirilmesine yardımcı olacak.
POLYAGE projesi, özellikle yeni nesil kablolar olmak üzere, nükleer santrallerde kullanılan polimer malzemelerin çalışma koşullarında yıpranmasını inceliyor. Bu kabloların kılıfları ve kaplamaları halojensiz polimer kompozitlerden yapılıyor. Çalışmalar, yıpranma süreçlerinin izlenmesine ve kabloların hizmet ömrünün tahmin edilmesine yardımcı olacak.
Rosatom tarafından önerilen VVER (Su-Su Enerji Reatörü) ve PWR (Basınçlı Su Reaktörü) Tabanlı Nükleer Santrallerde Buhar Jeneratörleri Ölçekli Tüplerinde Girdap Akımı Testinin Arttırılmış Güvenilirliği Projesi, girdap akımı sinyallerini bozan ölçekli ısı alışverişi tüplerinin durumu hakkında güvenilir veriler elde etmeyi amaçlıyor. Proje, bu konuda teorik çalışmalar sayısal simülasyonlar ve testler sağlamak için yapılıyor. Elde edilecek veriler, VVER ve PWR tabanlı nükleer santrallerde kurulu buhar jeneratörlerinin güvenlik toleransını iyileştirecek.
Araştırma ve geliştirme ve yeni araştırma projelerinden sorumlu olan ve MAI Program Komitesi’nde yer alan Rusya Nükleer Santral Operasyonu Enstitüsü Müdür Yardımcısı Vladimir Potapov konuyla ilgili olarak, “Bilgi paylaşımı ve malzeme yıpranmasına ilişkin ortak araştırmalar sayesinde, proje katılımcıları malzeme özelliklerindeki değişiklikleri tahmin etme konusunda bilgi sahibi olmakta ve uzun vadeli çalışmalarda nükleer santral parçalarına ve bileşenlerine ciddi hasarları zamanında önlemek için araştırma metodolojilerini geliştirmekteler” açıklamasını yaptı.
Ortak çalışmalar
Kural olarak her Malzeme Yaşlandırma Enstitüsü projesi dört yıl sürüyor. Proje MAI üyelerinin ilgisini çekmesi durumunda, dört yıl daha uzatılabiliyor.
MAI’nin her yabancı üyesi, Program Komitesine araştırma önerileri sunma hakkına sahip. Diğer MAI üyeleri teklife ilgi gösterirse, EDF de bunu onaylarsa ve finansman da yeterli olursa, yeni teklif mevcut projelerden birine dahil ediliyor. Projeye en az iki şirketin katılmasını gerektiren bir kural da bulunuyor. Bu yaklaşımla taraflar deneyimlerini paylaştıkça, görevler daha etkin bir şekilde çözülüyor. Örneğin, VVER ve PWR Tabanlı Nükleer Santraller projesinde, Buhar Jeneratörlerinin Ölçekli Tüplerinde Girdap Akımı Testinin Arttırılmış Güvenilirliği ile ilgilenenler önce Fransa’dan, ardından Çin’den gelen araştırmacılardı. Üç ülkeden araştırmacılar proje için referans şartları ve eylem planı geliştirdiler ve Program Komitesinden onay aldılar.
RosEnergoAtom ve MAI arasındaki ilişkileri koordine etmekte olan, RosEnergoAtom’un Uluslararası İşbirliği Departmanının Uluslararası Bilimsel İşbirliği Başkanı Yulia Rumyantseva, “MAI projelerine katılım bize araştırmalarımızın sonuçlarını uluslararası ölçekte sunma fırsatı veriyor. 2013-2015 yıllarında RosEnergoAtom tarafından yapılan öneriler diğer MAI üyeleri tarafından kuşkuyla ele alındı, ancak durum değişti ve düzenli şekilde araştırma ortakları olarak davet ediliyoruz. Bu, Kurchatov Enstitüsü, Prometey Araştırma Enstitüsü ve Rusya Nükleer Enerji Santrali Operasyon Enstitüsü tarafından yapılan çalışmaların hak edilmiş bir takdiridir” dedi.
Her projenin katılımcıları yılda en az iki kez düzenlenen seminerlerde bilgi paylaşıyor. Seminerler sorumlu proje görevlileri tarafından organize ediliyor. Her proje katılımcısı web sitesinde yayınlanacak bir ara rapor sunuyor. Tüm katılımcılar raporlara erişebilirken, tam üyeler ise, katılmadıkları projelerle ilgili raporlara da erişebiliyor. RosEnergoAtom, İşbirliği Başkanı ve MAI Yönetim Kurulu üyesi RosEnergoAtom Teknoloji Geliştirme Müdürü Valery Bezzubtsev, “Projeler üzerindeki işbirliği, malzeme çalışmaları ve toplum tarafından onaylanmış araştırma sonuçlarına ilişkin uluslararası veritabanına erişim sağlarken, katılımcıların zaman ve parasından tasarruf etmelerini sağlıyor” dedi.
Diğer MAI üyeleriyle ortaklaşa elde edilen sonuçlar uygulamaya konularak endüstri düzenlemelerine dahil ediliyor. Örneğin, çatlama direnci değerlendirme projesinde elde edilen veriler sayesinde VVER-440 ve VVER-1000 reaktörlerinin hizmet ömürlerinin uzatılmasına yönelik fizibilite çalışmaları daha az ölçülü hale geldi. Dahası, bu veriler RosEnergoAtom’un dahili belgelerine ve Rus ulusal standardı “Su Soğutmalı Su Moderatörlü Güç Reaktörlü Basınçlı Kaplara, Kırılganlaşma Direnci Hesaplamalarına” dahil edildi.
Beton Yapı Yıpranma Yönetimi Projesi’nin sonuçları, beton mukavemeti hesaplama formüllerinin güncellenmesine ve uyumlu hale getirilmesine yardımcı olmasının yanı sıra nükleer santrallerin binaları ve yapıları için fizibilite çalışmalarının bir parçası da olacak.
Personel eğitimi, MAI’nin bir başka odak noktası olma özelliğni taşıyor. MAI her yıl genç mühendisler, araştırmacılar ve lisansüstü öğrenciler için malzeme bozulması kursları düzenliyor. RosEnergoAtom, 2018 yılında Fransa’da ve 2019 yılında Çin’de düzenlenen eğitim kurslarına hem öğrencileri hem de öğretim görevlilerini gönderdi. 2020 yılında kurslar Rusya’da yapılacaktı, ancak pandemi nedeniyle 2021 yılı için yeniden planlandı. Eğitim kurslarının Kasım ayında hem çevrimiçi hem de çevrimdışı olarak yapılması bekleniyor.
