Current status of the small punch test standardization within the ASTM

Since 2014, considerable attention has been paid to the standardization of small punch test technique within the American Society of Testing and Materials (ASTM). In 2016 large inter-laboratory study has been launched within the ASTM subcommittee E10.2 - Behavior and Use of Nuclear Structural Materials, involving 12 laboratories and 6 evaluated structural materials from the nuclear power plant components. Paper describes the current status of ASTM standardization, results of the inter-laboratory study, lessons learned and open questions remaining to be solved for the successful completion of the standardization process

Prediction of irradiation embrittlement in WWER-440 Reactor Pressure Vessel materials

Prediction of irradiation embrittlement of Reactor Pressure Vessel (RPV) materials is performed usually in accordance with relevant codes and standards that are based on large amount of information from surveillance and research programs. The existing Russian Code (Standard for Strength Calculations of Components and Piping in Nuclear Power Plants (NPPs) – PNAE G 7-002-86) for the WWER RPV irradiation embrittlement assessment was approved more than 20 years ago and based mostly on the experimental data obtained in research reactors with accelerated irradiation. The validation of the above Code has been made without the surveillance specimen results that were produced in 1980-1990s. Thus, new analysis of all available data was required for more precise prediction of radiation embrittlement of RPV materials. Based on the fact that large amount of data from surveillance program as well as some research programs, IAEA International Database on RPV Materials (IDRPVM) has been used for the detailed analysis radiation embrittlement of WWER RPV materials. Thus, the following activities have been performed within the IAEA Co-ordinated project: Collection of complete WWER-440 surveillance and other similarly important data into the IDRPVM, Analysis of radiation embrittlement data of WWER-440 RPV materials using IDRPVM database, Evaluation of predictive formulae depending on material chemical composition, neutron fluence and neutron flux, Development of the guidelines for prediction of radiation embrittlement of operating reactor pressure vessels of WWER-440 including methodology for evaluation of surveillance data of a specific operating unit.Прогнозування радіаційного окрихчення матеріалів внутрішньо корпусних пристроїв (ВКП) зазвичай виконується у відповідності з кодами та стандартами, заснованими на численній інформації, що була накопичена на базі модельних та дослідницьких програм. Існуючий Російський Код (Стандарт для обчислення міцності компонентів і трубопроводів в атомних електростанціях (АЕС)-PNAE G 7 –002-86) для оцінки радіаційного окрихчення ВКП реакторів ВВЕР зарекомендував себе на протязі більш, ніж 20 років; він заснован на експриментальних даних, отриманих в дослідницьких реакторах з прискореним опроміненням. Оцінка вище згаданого Кода була виконана без результатів із зразків-свідків, які були отримані у 1980-1990 роках. Таким чином, необхідно провести новий аналіз усіх наявних даних для більш точного прогнозування радіаційного окрихчення матеріалів ВКП. На підставі того факту, що було використано велику кількість даних з макетних та дослідницьких програм, Міжнародна база даних МАГАТЕ по матеріалам ВКП біла використана для докладного аналізу радіаційного окрихчення ВКП матеріалів для реакторів ВВЕР. Таким чином, в межах Координаційного проекту МАГАТЕ було виконано наступне: Збирання повних даних із зразків-свідків ВВЕР-440 та інших подібних важливих даних в Міжнародну базу даних, аналіз даних по радіаційному окрихченню ВКП матеріалів ВВЕР-440 з використанням міжднародної бази даних, оцінка формули прогнозування в залежності від хімічного складу матеріалу, флюенса нейтронів та нейтронного потоку, розробка основних положень для прогнозування радіаційного окрихчення експлуатуємих внутрішньо корпусних пристроїв ВВЕР-440, включно з методологією для оцінки контрольних даних конкретної діючої установки.Предсказание радиационного охрупчивания материалов внутрикорпустных устройств (ВКУ) обычно выполняется в соотвествии с кодами и стандартами, основанными на обширной информации, накопленной в ходе модельных и исследовательских программ. Существующий Российский Код (Стандарт для вычислений прочности и компонентов и трубопроводов в атомных электростанциях (АЭС) – PNAE G 7-002-86) для оценки радиационного охрупчивания ВКУ реакторов ВВЭР хорошо зарекомендовал себя на протяжении более чем 20 лет; он основан на экспериментальных данных, полученных в исследовательских реакторах с ускоренным облучением. Оценка упомянутого выше Кода была выполнена без результатов с образцов-свидетелей, которые были получены в 1980-1990 годах. Таким образом, необходим новый анализ всех имеющихся данных для более точного прогнозирования радиационного охрупчивания материалов ВКУ. На основании того факта, что было использовано большое количество данных с макетных и исследовательских программ, Международная База данных МАГАТЭ по материалам ВКУ была использована для подробного анализа радиационного охрупчивания ВКУ материалов для реакторов ВВЭР. Таким образом, в рамках Координационного проекта МАГАТЭ были выполнено следующее: сбор полных данных с образцов-свидетелей ВВЕР-440 и других подобных важных данных в Международную базу данных; анализ данных по радиационному охрупчиванию ВКУ материалов ВВЭР-440 с использованием международной базы данных; оценка формулы прогнозирования в зависимости от химического состава материала, флюенса нейтронов и нейтронного потока, разработка основных положений для предсказания радиационного охрупчивания эксплуатируемых внутрикорпусных устройств ВВЭР-440, включая методологию для оценки контрольных данных конкретной действующей установки

Study of Aging Mechanisms for Structural Materials within SAFELIFE Project

EUROATOM research programs aimed at study of aging mechanisms and remedial procedures for structural materials of nuclear reactor components have been analyzed. Within this framework, projects are carried out focusing on the development of non-destructive techniques applied to thermal aging, neutron embrittlement monitoring, improved surveillance for WWER-440 reactors, dosimetry, and advance fracture mechanisms for NPP integrity assessment. Among major achievements are the ATHENA project activities on re-embrittlement model validation after annealing and the effect of chemical composition on embrittlement rate in RPV steels. A brief description is given of the main results of current EUROATOM projects, as well as the next research stage goals of a more expanded SAFELIFE network.Рассмотрен комплекс исследовательских программ EURATOM, направленных на изучение механизмов старения и методов устранения повреждений конструкционных материалов корпусов реакторов. Данный комплекс предусматривает разработку неразрушающих методов исследования теплового старения и мониторинга радиационного охрупчивания материалов, усовершенствование программы испытаний с использованием образцов-свидетелей для реакторов типа ВВЭР-440, дозиметрии, а также применение различных механизмов разрушения для оценки структурной целостности АЭС. В частности, проект ATHENA позволил обосновать модель повторного охрупчивания после отжига и выявить зависимость скорости охрупчивания от химического состава корпусных сталей. Кратко изложены основные достижения действующих программ EURATOM, а также задачи следующего этапа исследований в рамках проекта SAFELIFE.Розглянуто комплекс дослідних програм EURATOM, що спрямовані на вивчення механізмів старіння та методів усунення пошкоджень конструкційних матеріалів корпусів реакторів. Даний комплекс передбачає розробку неруйнівних методів дослідження теплового старіння і моніторинга радіаційного окрихчування матеріалів, удосконалення програми досліджень із використанням зразків-свідків для реакторів типу ВВЕР-440, дозиметрії, а також застосування різних механізмів руйнування для оцінки структурної цілісності АЕС. Зокрема, проект ATHENA дозволив обгрунтувати модель повторного окрихчування після відпалу та виявити залежність швидкості окрихчування від хімічного складу корпусних сталей. Коротко викладено основні досягнення діючих програм EURATOM та задачі наступного етапу досліджень у рамках проекту SAFELIFE

Use of a Semi-Mechanistic Analytical Model to Analyze Radiation Embrittlement of Model Alloys: Cu and P Effects

We performed analysis of the basic mechanism of radiation embrittlement of steels and weld seams with account of the direct matrix fracture, precipitation and segregation of chemical elements. A model is proposed, which describes matrix fracture due to its neutron bombardment and for 11 model alloys provides an accurate description of the processes of primary embrittlement and re-embrittlement after scheduled heat treatment (annealing). The distinctive features of the proposed model are a possibility of explaining the embrittlement processes before and after annealing for alloys with low (or zero) Ni content and its applicability to the analysis of operational behavior of WWER materials.Выполнен анализ основного механизма радиационного охрупчивания сталей и сварных швов с учетом разрушения матрицы материала, осаждения и выделения химических элементов. Предложена модель разрушения матрицы вследствие нейтронной бомбардировки, что позволяет достаточно точно описать для 11 модельных сплавов процессы первичного и вторичного охрупчивания после плановой термообработки (отпуск). Особенностью модели является возможность объяснения отличий между процессами охрупчивания до и после отпуска сплавов с малым (или нулевым) содержанием никеля, что позоляет использовать ее для анализа поведения материалов, используемых в реакторах ВВЭР, при эксплуатации.Виконано аналіз механізму радіаційного окрихчення сталей та зварних швів з урахуванням руйнування матриці матеріалу, осадження і виділення хімічних елементів. Запропоновано модель руйнування матриці унаслідок нейтронного бомбардування, що дозволяє достатньо точно описати для 11 модельних сплавів процеси первинного і вторинного окрихчення після планової термообробки (відпуск). Особливістю моделі є можливість пояснити відмінності між процесами окрихчення до і після відпуску сплавів із малим (або нульовим) вмістом нікелю, що дозволяє проводити аналіз поведінки матеріалів для реакторів ВВЕР при експлуатації

Expression of vesicular glutamate transporters type 1 and 2 in sensory and autonomic neurons innervating the mouse colorectum

Vesicular glutamate transporters (VGLUTs) have been extensively studied in various neuronal systems, but their expression in visceral sensory and autonomic neurons remains to be analyzed in detail. Here we studied VGLUTs type 1 and 2 (VGLUT(1) and VGLUT(2) , respectively) in neurons innervating the mouse colorectum. Lumbosacral and thoracolumbar dorsal root ganglion (DRG), lumbar sympathetic chain (LSC), and major pelvic ganglion (MPG) neurons innervating the colorectum of BALB/C mice were retrogradely traced with Fast Blue, dissected, and processed for immunohistochemistry. Tissue from additional naïve mice was included. Previously characterized antibodies against VGLUT(1) , VGLUT(2) , and calcitonin gene-related peptide (CGRP) were used. Riboprobe in situ hybridization, using probes against VGLUT(1) and VGLUT(2) , was also performed. Most colorectal DRG neurons expressed VGLUT(2) and often colocalized with CGRP. A smaller percentage of neurons expressed VGLUT(1) . VGLUT(2) -immunoreactive (IR) neurons in the MPG were rare. Abundant VGLUT(2) -IR nerves were detected in all layers of the colorectum; VGLUT(1) -IR nerves were sparse. A subpopulation of myenteric plexus neurons expressed VGLUT2 protein and mRNA, but VGLUT1 mRNA was undetectable. In conclusion, we show 1) that most colorectal DRG neurons express VGLUT(2) , and to a lesser extent, VGLUT(1) ; 2) abundance of VGLUT2-IR fibers innervating colorectum; and 3) a subpopulation of myenteric plexus neurons expressing VGLUT(2). Altogether, our data suggests a role for VGLUT(2) in colorectal glutamatergic neurotransmission, potentially influencing colorectal sensitivity and motility.Fil: Brumovsky, Pablo Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados Unidos. Universidad Austral; ArgentinaFil: Robinson, David R.. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados Unidos. University of Pittsburgh at Johnstown; Estados Unidos. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: La, Jun Ho. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados UnidosFil: Seroogy, Kim B.. No especifíca;Fil: Lundgren, Kerstin H.. No especifíca;Fil: Albers, Kathryn M.. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados UnidosFil: Kiyatkin, Michael E.. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados UnidosFil: Seal, Rebecca P.. No especifíca;Fil: Edwards, Robert H.. No especifíca;Fil: Watanabe, Masahiko. No especifíca;Fil: Hökfelt, Tomas. Karolinska Huddinge Hospital. Karolinska Institutet; SueciaFil: Gebhart, G. F.. Univeristy of Pittsburgh. School of Medicine; Estados Unido

A putative relay circuit providing low-threshold mechanoreceptive input to lamina I projection neurons via vertical cells in lamina II of the rat dorsal horn

Background: Lamina I projection neurons respond to painful stimuli, and some are also activated by touch or hair movement. Neuropathic pain resulting from peripheral nerve damage is often associated with tactile allodynia (touch-evoked pain), and this may result from increased responsiveness of lamina I projection neurons to non-noxious mechanical stimuli. It is thought that polysynaptic pathways involving excitatory interneurons can transmit tactile inputs to lamina I projection neurons, but that these are normally suppressed by inhibitory interneurons. Vertical cells in lamina II provide a potential route through which tactile stimuli can activate lamina I projection neurons, since their dendrites extend into the region where tactile afferents terminate, while their axons can innervate the projection cells. The aim of this study was to determine whether vertical cell dendrites were contacted by the central terminals of low-threshold mechanoreceptive primary afferents. Results: We initially demonstrated contacts between dendritic spines of vertical cells that had been recorded in spinal cord slices and axonal boutons containing the vesicular glutamate transporter 1 (VGLUT1), which is expressed by myelinated low-threshold mechanoreceptive afferents. To confirm that the VGLUT1 boutons included primary afferents, we then examined vertical cells recorded in rats that had received injections of cholera toxin B subunit (CTb) into the sciatic nerve. We found that over half of the VGLUT1 boutons contacting the vertical cells were CTb-immunoreactive, indicating that they were of primary afferent origin. Conclusions: These results show that vertical cell dendritic spines are frequently contacted by the central terminals of myelinated low-threshold mechanoreceptive afferents. Since dendritic spines are associated with excitatory synapses, it is likely that most of these contacts were synaptic. Vertical cells in lamina II are therefore a potential route through which tactile afferents can activate lamina I projection neurons, and this pathway could play a role in tactile allodynia

Neuronal circuitry for pain processing in the dorsal horn

Neurons in the spinal dorsal horn process sensory information, which is then transmitted to several brain regions, including those responsible for pain perception. The dorsal horn provides numerous potential targets for the development of novel analgesics and is thought to undergo changes that contribute to the exaggerated pain felt after nerve injury and inflammation. Despite its obvious importance, we still know little about the neuronal circuits that process sensory information, mainly because of the heterogeneity of the various neuronal components that make up these circuits. Recent studies have begun to shed light on the neuronal organization and circuitry of this complex region

Effects of Exogenous Galanin on Neuropathic Pain State and Change of Galanin and Its Receptors in DRG and SDH after Sciatic Nerve-Pinch Injury in Rat

A large number of neuroanatomical, neurophysiologic, and neurochemical mechanisms are thought to contribute to the development and maintenance of neuropathic pain. However, mechanisms responsible for neuropathic pain have not been completely delineated. It has been demonstrated that neuropeptide galanin (Gal) is upregulated after injury in the dorsal root ganglion (DRG) and spinal dorsal horn (SDH) where it plays a predominantly antinociceptive role. In the present study, sciatic nerve-pinch injury rat model was used to determine the effects of exogenous Gal on the expression of the Gal and its receptors (GalR1, GalR2) in DRG and SDH, the alterations of pain behavior, nerve conduction velocity (NCV) and morphology of sciatic nerve. The results showed that exogenous Gal had antinociceptive effects in this nerve-pinch injury induced neuropathic pain animal model. It is very interesting that Gal, GalR1 and GalR2 change their expression greatly in DRG and SDH after nerve injury and intrathecal injection of exougenous Gal. Morphological investigation displays a serious damage after nerve-pinch injury and an amendatory regeneration after exogenous Gal treatment. These findings imply that Gal, via activation of GalR1 and/or GalR2, may have neuroprotective effects in reducing neuropathic pain behaviors and improving nerve regeneration after nerve injury

Fundamentals of neurogastroenterology: Basic science

This review examines the fundamentals of neurogastroenterology that may underlie the pathophysiology of functional GI disorders (FGIDs). It was prepared by an invited committee of international experts and represents an abbreviated version of their consensus document that will be published in its entirety in the forthcoming book and online version entitled Rome IV. It emphasizes recent advances in our understanding of the enteric nervous system, sensory physiology underlying pain, and stress signaling pathways. There is also a focus on neuroimmmune signaling and intestinal barrier function, given the recent evidence implicating the microbiome, diet, and mucosal immune activation in FGIDs. Together, these advances provide a host of exciting new targets to identify and treat FGIDs, and new areas for future research into their pathophysiology

Up-regulation of brain-derived neurotrophic factor in primary afferent pathway regulates colon-to-bladder cross-sensitization in rat

Background In humans, inflammation of either the urinary bladder or the distal colon often results in sensory cross-sensitization between these organs. Limited information is known about the mechanisms underlying this clinical syndrome. Studies with animal models have demonstrated that activation of primary afferent pathways may have a role in mediating viscero-visceral cross-organ sensitization. Methods Colonic inflammation was induced by a single dose of tri-nitrobenzene sulfonic acid (TNBS) instilled intracolonically. The histology of the colon and the urinary bladder was examined by hematoxylin and eosin (H&E) stain. The protein expression of transient receptor potential (TRP) ion channel of the vanilloid type 1 (TRPV1) and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) were examined by immunohistochemistry and/or western blot. The inter-micturition intervals and the quantity of urine voided were obtained from analysis of cystometrograms. Results At 3 days post TNBS treatment, the protein level of TRPV1 was increased by 2-fold (p \u3c 0.05) in the inflamed distal colon when examined with western blot. TRPV1 was mainly expressed in the axonal terminals in submucosal area of the distal colon, and was co-localized with the neural marker PGP9.5. In sensory neurons in the dorsal root ganglia (DRG), BDNF expression was augmented by colonic inflammation examined in the L1 DRG, and was expressed in TRPV1 positive neurons. The elevated level of BDNF in L1 DRG by colonic inflammation was blunted by prolonged pre-treatment of the animals with the neurotoxin resiniferatoxin (RTX). Colonic inflammation did not alter either the morphology of the urinary bladder or the expression level of TRPV1 in this viscus. However, colonic inflammation decreased the inter-micturition intervals and decreased the quantities of urine voided. The increased bladder activity by colonic inflammation was attenuated by prolonged intraluminal treatment with RTX or treatment with intrathecal BDNF neutralizing antibody. Conclusion Acute colonic inflammation increases bladder activity without affecting bladder morphology. Primary afferent-mediated BDNF up-regulation in the sensory neurons regulates, at least in part, the bladder activity during colonic inflammation