Original title: Studium vlivu ozáření na vlastnosti SiC/SiC kompozitů pro pokročilá palivová pokrytí
Translated title: Study of the effect of irradiation on the properties of SiC/SiC composites for advanced fuel cladding
Authors: Leciánová, Edita ; Buchtík, Martin (referee) ; Wasserbauer, Jaromír (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Bakalářská práce se zabývá studiem kompozitu SiC/SiC určeného pro využití v jaderné energetice, zejména v rámci konceptu Accident Tolerant Fuel (ATF). Teoretická část práce shrnuje současné poznatky o vlastnostech SiC/SiC kompozitů, způsobech jejich výroby, degradačních mechanismech a možnostech využití v různých typech jaderných reaktorů. Experimentální část je zaměřena na charakterizaci SiC/SiC kompozitu vyrobeného společností CTP (Ceramic Tubular Products) a na porovnání vlastností materiálu ve výchozím a ozářeném stavu po radiační expozici ve výzkumném reaktoru LVR-15. Pro hodnocení mikrostruktury a chemického složení byly využity metody SEM (EDS), ke sledování změn krystalové struktury rentgenová difrakční analýza (XRD) a pro hodnocení mechanických vlastností Ring Compression Test (RCT). Pro hodnocení změn rozměrů po ozáření bylo využito měření pomocí optického měřicího systému. Z výsledků vyplývá, že expozice v prostředí výzkumného reaktoru LVR-15 vedla k posunu a rozšíření difrakčních píků, změnám mechanických vlastností (pevnosti v tlaku) a rozměrovým změnám ozařovaného materiálu ve formě trubičky SiC/SiC. Pozorované změny byly pravděpodobně způsobeny degradací rozhraní mezi jednotlivými vrstvami kompozitu a zvýšenou křehkostí materiálu po ozáření. Současně bylo zjištěno, že si SiC/SiC kompozit i přes určitý stupeň degradace zachovává základní strukturální integritu. Práce rovněž přispěla k optimalizaci přípravy a manipulace s ozářenými SiC/SiC vzorky v podmínkách stíněných horkých a polohorkých komor. This bachelor's thesis focuses on the study of SiC/SiC composites intended for use in nuclear energy applications, particularly within the concept of Accident Tolerant Fuel (ATF). The theoretical part summarizes current knowledge on the properties of SiC/SiC composites, their manufacturing methods, degradation mechanisms, and potential applications in various types of nuclear reactors. The experimental part is aimed at the characterization of a SiC/SiC composite produced by the company CTP (Ceramic Tubular Products) and at the comparison of the material properties in the initial and irradiated states after radiation exposure in the LVR-15 research reactor. Scanning electron microscopy (SEM-EDS) was used to evaluate the microstructure and chemical composition, X-ray diffraction (XRD) was employed to monitor changes in the crystal structure, and the Ring Compression Test (RCT) was used to assess the mechanical behavior. Optical measuring system was used to evaluate the dimensional changes of the SiC/SiC cladding tube after irradiation. The results indicate that irradiation led to shifts and broadening of diffraction peaks, changes in mechanical response, and dimensional changes of the cladding tube. Degradation of the interfaces between individual layers of the composite and increased brittleness after irradiation were observed. At the same time, it was found that despite a certain degree of degradation, the SiC/SiC composite retains its basic structural integrity. The thesis also contributed to the optimization of sample preparation and handling of irradiated SiC/SiC specimens under hot and semi-hot cell conditions.
Keywords: Accident Tolerant Fuel.; degradation mechanisms; mechanical properties; nuclear energy; radiation damage; SEM; SiC/SiC composites; XRD; Accident Tolerant Fuel.; degradační mechanismy; jaderná energetika; mechanické vlastnosti; radiační poškození; SEM; SiC/SiC kompozity; XRD

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258056

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-775595


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses