Estudio de termofluencia en plomo-bismuto líquido de aceros ferrítico-martensíticos mediante el uso de probetas miniatura

Las extremas condiciones de operación a las que se verán sometidos los reactores nucleares de IV Generación: alta temperatura, elevada dosis de irradiación, medio agresivo y largos tiempos de operación, hace determinante el proceso de selección de materiales para cada componente en función de todos los fenómenos degradatorios a los que pueden verse sometidos en operación durante su vida útil en planta, en comparación con los diseños actualmente en funcionamiento. Operar a alta temperatura empleando refrigerantes agresivos como el sodio, el plomo o el eutéctico plomo-bismuto, con perspectivas de largo tiempo de vida útil de la planta (40 o 60 años) y sumando el daño por irradiación que puede provocar la fragilización e hinchamiento o swelling de los materiales entre otros fenómenos, hace imprescindible contar con materiales capaces de mantener sus propiedades mecánicas, asegurando el correcto funcionamiento de la planta con el máximo nivel de seguridad, sin olvidar los costes de fabricación y mantenimiento los cuales repercuten directamente en la rentabilidad prevista para la central. Dicho aumento de la temperatura y tiempo de operación en estos diseños implica el estudio del comportamiento a termofluencia de los materiales candidatos en elevadas condiciones de temperatura y carga, así como en ambientes agresivos tales como el eutéctico plomo-bismuto. El eutéctico plomo-bismuto se presenta como un buen aspirante a refrigerante para el diseño de reactor rápido debido a que permite un espectro de neutrones rápidos, baja temperatura de fusión y elevada temperatura de ebullición, no reacciona con el agua o aire, etc. La mayor desventaja que presenta es la corrosión que pueden sufrir los materiales metálicos empleados en los componentes, provocando a su vez la formación de escorias que pueden acumularse e interrumpir el correcto funcionamiento de los mismos. Un correcto pero complejo control del oxígeno puede evitar la aparición de estos problemas teniendo en cuenta siempre el material seleccionado. Los aceros ferríticos-martensítico (F/M) como el acero T91, se presentan como unos buenos candidatos debido a sus buenas propiedades mecánicas a elevadas temperaturas y su alta resistencia al swelling. La mejora de las propiedades de estos aceros puede llevarse por ejemplo a través de la dispersión de óxidos en su matriz ferrítica, permitiendo que los aceros F/M ODS (oxide dispersion strengthened) también sean unos buenos candidatos, ya que de este modo se pretende aumentar, entre otras propiedades, su resistencia a la termofluencia a elevas temperaturas, pero manteniendo a su vez sus anteriores propiedades como su alta resistencia al swelling. El estudio de estos aceros ODS como posibles materiales candidatos plantea un reto a largo plazo que permite la fabricación de pequeñas coladas experimentales cambiando las técnicas de procesado: molienda, sinterizado y consolidación, ajustando y añadiendo o eliminando elementos aleantes de la composición química, etc. con el fin de obtener las mejores propiedades mecánicas que permitan su aplicación en el ámbito nuclear. Este hecho da lugar a pequeñas coladas experimentales, en lugar de mayores producciones, que necesitan ser caracterizadas de forma completa a pesar de contar con una cantidad reducida de material. El uso de las probetas miniatura o sub-dimensionadas se encuentra muy presente en la industria nuclear, conservando siempre las proporciones y relaciones de geometría normalizadas, con el objetivo de caracterizar materiales a partir de pequeñas cantidades del mismo. Este uso aún no se encuentra correctamente validado, lo que implica un estudio previo del posible efecto de tamaño de probeta en los resultados obtenidos para realizar una adecuada interpretación de los mismos y así asegurar la adecuada caracterización de los materiales. La presente tesis doctoral se ha centrado en la caracterización mecánica en termofluencia a alta temperatura de los aceros ferrítico-martensíticos: T91 y T91-ODS como materiales candidatos a reactores de IV Generación en aire y en eutéctico plomo-bismuto para diferentes condiciones de operación, utilizando probetas sub-dimensionadas. Un primer estudio del efecto de tamaño de probeta con el acero T91 ha permitido la selección de la adecuada geometría de probeta sub-dimensionada para su posterior aplicación en los ensayos de termofluencia realizados para el acero T91-ODS, así como para los ensayos realizados en eutéctico plomo-bismuto.The expected operating conditions for Generation IV nuclear reactors are much more aggressive (high temperature, elevated dose rates, aggressive coolant and long service time) in comparison to the existing nuclear reactors. In consequence, it’s necessary to qualify available materials under these condition operations and develop and characterize new materials as candidates. The increase of temperature and the operating times, involves the study of the creep behavior of the candidate steels in aggressive environments at high temperature. The lead-bismuth eutectic is a candidate for fast reactor coolant design because it allows a fast neutrons spectrum, has low melting point and high boiling point, does not react with water or air, etc. The main disadvantage is the corrosion of metallic materials. A correct oxygen control can prevent the corrosion of the steel through the formation of a protective oxide layer. Ferritic-martensitic steels (F/M) are good candidates for Gen IV reactors because they have good mechanical properties at elevated temperatures and high resistance to swelling. The F/M oxide dispersion strengthened (ODS) are also present as good candidates because they have good mechanical properties at elevated temperatures including creep, and the high swelling resistance due to the oxide particles reinforcement and ferritic matrix. The use of miniature or sub-sized specimens allows mechanical characterization from small amount of material. Despite sub-sized specimens are widely used in nuclear industry, the size effect in creep behavior is not fully validated. This dissertation has been focused on F/M steels creep characterization at high temperature: T91 and T91-ODS steels, as candidates for Generation IV reactors, in air and lead-bismuth eutectic for different operating conditions, using sub-sized specimens. A previous study of the specimen size has allowed the selection of appropriate sub-sized geometry for subsequent application in creep tests.Esta Tesis Doctoral ha sido realizada en la División de Materiales estructurales del CIEMAT con la tutela de la Universidad Carlos III de Madrid, a través de una ayuda para personal investigador en formación del CIEMAT, cuya convocatoria fue publicada en el BOE nº 137, de 9 de junio de 2011.Programa Oficial de Doctorado en Ciencia e Ingeniería de MaterialesPresidente: Gerardo Garcés Plaza.- Secretario: Elisa María Ruiz Navas.- Vocal: Francisco Javier Martín Muño

Correction : Chaparro et al. Incidence, Clinical Characteristics and Management of Inflammatory Bowel Disease in Spain: Large-Scale Epidemiological Study. J. Clin. Med. 2021, 10, 2885

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Incidence, Clinical Characteristics and Management of Inflammatory Bowel Disease in Spain : Large-Scale Epidemiological Study

(1) Aims: To assess the incidence of inflammatory bowel disease (IBD) in Spain, to describe the main epidemiological and clinical characteristics at diagnosis and the evolution of the disease, and to explore the use of drug treatments. (2) Methods: Prospective, population-based nationwide registry. Adult patients diagnosed with IBD-Crohn's disease (CD), ulcerative colitis (UC) or IBD unclassified (IBD-U)-during 2017 in Spain were included and were followed-up for 1 year. (3) Results: We identified 3611 incident cases of IBD diagnosed during 2017 in 108 hospitals covering over 22 million inhabitants. The overall incidence (cases/100,000 person-years) was 16 for IBD, 7.5 for CD, 8 for UC, and 0.5 for IBD-U; 53% of patients were male and median age was 43 years (interquartile range = 31-56 years). During a median 12-month follow-up, 34% of patients were treated with systemic steroids, 25% with immunomodulators, 15% with biologics and 5.6% underwent surgery. The percentage of patients under these treatments was significantly higher in CD than UC and IBD-U. Use of systemic steroids and biologics was significantly higher in hospitals with high resources. In total, 28% of patients were hospitalized (35% CD and 22% UC patients, p < 0.01). (4) Conclusion: The incidence of IBD in Spain is rather high and similar to that reported in Northern Europe. IBD patients require substantial therapeutic resources, which are greater in CD and in hospitals with high resources, and much higher than previously reported. One third of patients are hospitalized in the first year after diagnosis and a relevant proportion undergo surgery

Temporalidad en el incremento de receptores a prolactina en el hipotálamo de la rata macho durante la conducta sexual

Introduction: Three groups of hypothalamic dopaminergic neurons regulate the adenohypophysis to release systemic prolactin. The inhibition of dopamine stimulates prolactin release that in turn is self-regulated by stimulating the release of dopamine. This is possible because dopaminergic neurons have prolactin receptors which increase their concentration in the presence of prolactin. In a previous study we showed that male sexual behavior increases the systemic level of prolactin, suggesting the hypothesis that also modifies their hypothalamic receptors. Objetive: to analyze the fluctuation of prolactin receptors and its temporality in the hypothalamus of male rats following consecutive ejaculations. Materials and Methods: Hence, two experiments were developed by using sexually experienced male rats. In the first, males copulated from one to three consecutive ejaculations, and the second, the hypothalamus was obtained at different times after the correspondent ejaculation. Then the hypothalamus was obtained to measure the level of mRNA of the prolactin receptor with RT-PCR. Results: First results showed that the level of the receptor increases after the second ejaculation and remains elevated after the third. The second experiment showed increase of the receptors 15 minutes after one ejaculation with a maximal expression between 30 and 40 minutes. Two or three consecutive ejaculations gave a similar curve, but with a higher intensity. Conclusions: This suggests that the level of prolactin during sexual behavior impacts the temporality in the increase of hypothalamic receptors. Thus, we propose that the start of sexual behavior triggers mechanisms for the regulation of prolactin and its hypothalamic receptors, with a conserved fluctuation as a function of time.Introducción: Tres grupos de neuronas dopaminérgicas del hipotálamo regulan a la adenohipófisis para liberar prolactina sistémica. La inhibición de dopamina estimula la liberación de prolactina, que a su vez se autorregula al estimular la liberación de dopamina. Esto es posible dado que las neuronas hipotalámicas tienen receptores a prolactina que además elevan su concentración cuando hay prolactina presente. En estudios previos mostramos que la conducta sexual masculina eleva los niveles sistémicos de prolactina, sugiriendo la hipótesis de que también modifica los receptores hipotalámicos. Objetivo: analizar la fluctuación de los PRLr y su temporalidad en el hipotálamo de la rata macho durante eyaculaciones consecutivas. Material y Método: Con ello, se organizaron dos experimentos utilizando ratas macho sexualmente expertas. En el primero, los machos copularon de una a tres eyaculaciones consecutivas, después se obtuvo el hipotálamo. En el segundo, se obtuvieron los hipotálamos a diferentes tiempos después de la eyaculación correspondiente. En ambos experimentos se cuantificaron los niveles del mRNA del receptor a prolactina mediante RT-PCR. Resultados: Los primeros resultados mostraron que el nivel del receptor incrementa a partir de la segunda eyaculación y se mantiene al mismo nivel después de la tercera. El segundo experimento mostró incrementos del receptor 15 minutos después de una eyaculación con una elevación máxima entre los 30 y 40 minutos. Dos o tres eyaculaciones consecutivas dieron una curva similar, aunque con mayor intensidad. Conclusiones: Esto sugiere que los niveles de prolactina durante la conducta sexual influyen sobre la temporalidad en el incremento de los receptores hipotalámicos. Así, se propone que el inicio de la conducta sexual dispara mecanismos para la regulación de prolactina y sus receptores hipotalámicos, con una fluctuación muy conservada en función del tiempo

Temporalidad en el incremento de receptores a prolactina en el hipotálamo de la rata macho durante la conducta sexual

Introduction: Three groups of hypothalamic dopaminergic neurons regulate the adenohypophysis to release systemic prolactin. The inhibition of dopamine stimulates prolactin release that in turn is self-regulated by stimulating the release of dopamine. This is possible because dopaminergic neurons have prolactin receptors which increase their concentration in the presence of prolactin. In a previous study we showed that male sexual behavior increases the systemic level of prolactin, suggesting the hypothesis that also modifies their hypothalamic receptors. Objetive: to analyze the fluctuation of prolactin receptors and its temporality in the hypothalamus of male rats following consecutive ejaculations. Materials and Methods: Hence, two experiments were developed by using sexually experienced male rats. In the first, males copulated from one to three consecutive ejaculations, and the second, the hypothalamus was obtained at different times after the correspondent ejaculation. Then the hypothalamus was obtained to measure the level of mRNA of the prolactin receptor with RT-PCR. Results: First results showed that the level of the receptor increases after the second ejaculation and remains elevated after the third. The second experiment showed increase of the receptors 15 minutes after one ejaculation with a maximal expression between 30 and 40 minutes. Two or three consecutive ejaculations gave a similar curve, but with a higher intensity. Conclusions: This suggests that the level of prolactin during sexual behavior impacts the temporality in the increase of hypothalamic receptors. Thus, we propose that the start of sexual behavior triggers mechanisms for the regulation of prolactin and its hypothalamic receptors, with a conserved fluctuation as a function of time.Introducción: Tres grupos de neuronas dopaminérgicas del hipotálamo regulan a la adenohipófisis para liberar prolactina sistémica. La inhibición de dopamina estimula la liberación de prolactina, que a su vez se autorregula al estimular la liberación de dopamina. Esto es posible dado que las neuronas hipotalámicas tienen receptores a prolactina que además elevan su concentración cuando hay prolactina presente. En estudios previos mostramos que la conducta sexual masculina eleva los niveles sistémicos de prolactina, sugiriendo la hipótesis de que también modifica los receptores hipotalámicos. Objetivo: analizar la fluctuación de los PRLr y su temporalidad en el hipotálamo de la rata macho durante eyaculaciones consecutivas. Material y Método: Con ello, se organizaron dos experimentos utilizando ratas macho sexualmente expertas. En el primero, los machos copularon de una a tres eyaculaciones consecutivas, después se obtuvo el hipotálamo. En el segundo, se obtuvieron los hipotálamos a diferentes tiempos después de la eyaculación correspondiente. En ambos experimentos se cuantificaron los niveles del mRNA del receptor a prolactina mediante RT-PCR. Resultados: Los primeros resultados mostraron que el nivel del receptor incrementa a partir de la segunda eyaculación y se mantiene al mismo nivel después de la tercera. El segundo experimento mostró incrementos del receptor 15 minutos después de una eyaculación con una elevación máxima entre los 30 y 40 minutos. Dos o tres eyaculaciones consecutivas dieron una curva similar, aunque con mayor intensidad. Conclusiones: Esto sugiere que los niveles de prolactina durante la conducta sexual influyen sobre la temporalidad en el incremento de los receptores hipotalámicos. Así, se propone que el inicio de la conducta sexual dispara mecanismos para la regulación de prolactina y sus receptores hipotalámicos, con una fluctuación muy conservada en función del tiempo

High temperature performance of 316L steel reinforced by particle inoculation and processed by laser powder bed fusion

Grade 316 L is one of the most versatile austenitic stainless-steel products whose potential in laser powder bed fusion has been recently evaluated. A way of improving its properties is to add reinforcements, such as TiC nanoparticles, to promote dispersion hardening. However, it is often difficult to assess microstructure-mechanical property relationships, since particle inoculation promotes heterogeneous nucleation of equiaxed grains during rapid solidification. In this work, two 316 L samples were manufactured by laser powder bed fusion, where the powder of one of them was inoculated with TiC nanoparticles. The effect of inoculants on the microstructure and its high temperature behavior was assessed. Electron Probe Micro Analyzer proved that inoculants did not get dissolved during the printing process and they predominately lay in the intercellular regions, which were solute enriched. Advanced characterization proved that inoculation did not affect the solidification structure, which remained cellular and with a similar size, or the grain size, although it did modify the bulk texture. Finally, the effect of dispersion hardening on the behavior at high temperature of a 316 L steel was evaluated by small punch tests, which proved that the addition of TiC improves all, ductility, yield strength and ultimate tensile strength at high temperature. Moreover, samples processed by LPBF showed high temperature behavior and superior strength and ductility, as compared to the ones obtained in a reference annealed steel, even though the grain size obtained in the former case was at least 50 times larger than the one obtained for the reference condition