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

Circulating perilipin 2 levels are associated with fat mass, inflammatory and metabolic markers and are higher in women than men.

Perilipin 2 (PLIN2) is a protein involved in lipid storage and metabolism in non-adipose tissues. Detectable levels of circulating PLIN2 (cPLIN2) have been reported to be associated with some types of cancer, but no systematic analysis of age-related modifications in cPLIN2 levels has ever been performed. We measured serum cPLIN2 in a group of old people including centenarians in comparison with young subjects and tested possible correlations with parameters of body composition, fat and glucose metabolism, and inflammation. We found that: i. levels of cPLIN2 do not change with age, but women have higher levels of cPLIN2 with respect to men; ii. cPLIN2 levels strongly correlate to BMI, as well as fat and lean mass; iii. cPLIN2 levels strongly correlate with the proinflammatory adipokine leptin. Due to the adipogenic activity of leptin, it is hypothesized that cPLIN2 is affected and possibly regulated by this pleiotropic adipokine. Moreover, these results suggest that cPLIN2 (possibly together with leptin) could be assumed as a proxy for body adiposity

Human aging and longevity are characterized by high levels of mitokines

Mitochondrial stress elicits the production of stress response molecules indicated as mitokines, including FGF21, GDF15 and Humanin (HN). Many diseases are characterized by progressive mitochondrial dysfunction with alterations of mitokine secretion. It is still controversial whether healthy aging and extreme longevity are accompanied by altered production of mitokines. We analyzed FGF21, HN and GDF15 plasma levels in 693 subjects aged from 21 to 113 years, and the association of these mitokines with parameters of health status. FGF21, HN and GDF15 resulted increased in old age, with the highest levels found in centenarians. These molecules are associated with worsened parameters (such as handgrip strength, insulin sensitivity, total triglycerides), particularly in 70-year-old persons, and their levels are inversely correlated with survival in the oldest subjects. Considering the positive biological effect of these molecules, our results can be interpreted in the framework of the hormetic paradigm as an attempt of the cells/tissues to cope with a stress that can have beneficial or detrimental effects depending on its intensity. Finally, persons with Down Syndrome (characterized by accelerated aging) have higher levels of GDF15 and HN with respect to their siblings, suggesting that these molecules, especially GDF15, could be considered markers of biological age

Radiation-Induced Embrittlement of WWER-440 Reactor Pressure Vessel Steel under Loading

Приведены результаты определения эталонной температуры T0 и построена "Master curve” на основе экспериментов, выполненных для стали марки 15Х2МФА (основной металл корпуса реактора типа ВВЭР-440) в трех состояниях: необлученном, облученном и облученном под нагрузкой. Показано, что механическая нагрузка, имитирующая давление теплоносителя, ускоряет радиационное охрупчивание, причем вклад ее сравним с вкладом нейтронного облучения.Наведено результати визначення еталонної температури T0 та побудовано “Master curve” на основі експериментів, проведених для сталі марки 15Х2МФА (основний метал корпусу реактора типу ВВЕР-440) в неопроміненому, опроміненому й опроміненому під навантаженням стані. Показано, що механічне навантаження, яке імітує тиск теплоносія, прискорює радіаційне окрих- чення, при цьому його внесок можна порівняти з внеском нейтронного опромінення

Radiation Embrittlement Understanding for PLIM Activities at EC-JRC-IE

Radiation embrittlement and aging mechanisms for NPP reactor pressure vessels and vessel internals have been studied within NPP Plant Life Management (PLIM) for evaluation, prediction, and monitoring of the critical components’ service life. The main achievements of the SAFELIFE project, integrating various networks on PLIM issues, are given. Results of neutron embrittlement of model alloys are presented, and surveillance and research data on WWER reactor pressure vessel and other steels have been analyzed. Projects for the development of destructive and non-destructive testing of irradiated materials have been outlined.В рамках программы PLIM исследовано радиационное охрупчивание и механизмы старения конструкционных сталей внутрикорпусных устройств реакторов с целью оценки, прогнозирования и мониторинга ресурса ответственных узлов АЭС. Изложены результаты проекта SAFELIFE, объединяющего различные подходы к контролю ресурсом АЭС. Представлены результаты радиационного охрупчивания модельных сплавов, проанализированы данные испытаний с использованием образцов-свидетелей, а также исследована надежность корпусных и других типов сталей. Предложены перспективы развития разрушающих и неразрушающих методов радиационного охрупчивания материалов.У рамках програми PLIM досліджено радіаційне окрнхчування і механізми старіння конструкційних сталей та реакторів із метою оцінки, прогнозування і моніторинга ресурсу відповідальних вузлів АЕС. Підсумовуються результати проекту SAFELIFE, що об’єднує різні підходи щодо контролю ресурсом АЕС. Представлено результати радіаційного окрихчування модельних сплавів, проаналізовано дані випробувань із використанням зразків- свідків, а також досліджується надійність корпусних та інших типів сталей. Запропоновано перспективи розвитку руйнівних і неруйнівних методів радіаційного окрихчення матеріалів

Radiation-Induced Embrittlement of WWER-440 Reactor Pressure Vessel Steel under Loading

Приведены результаты определения эталонной температуры T0 и построена "Master curve” на основе экспериментов, выполненных для стали марки 15Х2МФА (основной металл корпуса реактора типа ВВЭР-440) в трех состояниях: необлученном, облученном и облученном под нагрузкой. Показано, что механическая нагрузка, имитирующая давление теплоносителя, ускоряет радиационное охрупчивание, причем вклад ее сравним с вкладом нейтронного облучения.Наведено результати визначення еталонної температури T0 та побудовано “Master curve” на основі експериментів, проведених для сталі марки 15Х2МФА (основний метал корпусу реактора типу ВВЕР-440) в неопроміненому, опроміненому й опроміненому під навантаженням стані. Показано, що механічне навантаження, яке імітує тиск теплоносія, прискорює радіаційне окрих- чення, при цьому його внесок можна порівняти з внеском нейтронного опромінення

Micromagnetic testing of model alloys specimens evaluating irradiation effects

The Model Alloy project, carried out by the JRC (Joint Research Centre) within the frame of the European Network AMES (Ageing Material Evaluation System), has the objective to study the influence of elements, i.e. Phosphorus, Cooper and Nickel on the mechanical properties of steels by different content alloys. As these model alloys are a representative of a large spectrum of ferritic steels with parametric variation of elements known to play a significant role in material characteristic and degradation, they provide an opportunity also to study the elements influence on the steels when exposed to degradation by irradiation