Mae y LNC yn cynnig gallu a gydnabyddir yn rhyngwladol mewn technoleg graffit niwclear sydd wedi esblygu dros hanner can mlynedd: mae ein profiad a’n harbenigedd yn olrhain yn ôl drwy sefydliadau a’n rhagflaenodd. Yr ydym wedi bod yn brif ddarparwr mesuriadau graffit a nodweddu i weithredwyr gweithfeydd masnachol pŵer niwclear y DU, gwasanaeth sy’n allweddol ar gyfer gweithrediad parhaol adweithyddion o’r fath.
Mae’r gwasanaeth hwn yn cynnwys holl fesuriadau nodweddion ffisegol, cemegol a mecanydol ar samplau graffit, wedi ei cymryd o bob un craidd adweithydd pob dwy i dair blynedd. Mae data’r archwiliad ôl-arbelydriad (PIE) yn hanfodol i gefnogi gweithrediad diogel a pharhaus o greiddiau’r adweithyddion gan eu bod yn rhoi hyder yn y dealltwriaeth gyfredol o ymddygiad graffit craidd ac addasrwydd y modelau a ddefnyddir i ragweld newidiadau mewn priodweddau graffit oherwydd eu effaith yn amgylchedd yr adweithydd.
Mae ein cyfres lawn o wasanaethau nodweddu graffit arbelydredig yn cynnwys:
- Dwysedd swmp trwy dri dull gwahanol
- Cyfaint heliwm
- Trylededd nwy
- Hydreiddedd nwy
- Modwlws deinameg Young
- Cryfder cywasgol, plygiannol a hydwyth
- Cyfernod ehangiad thermol (CTE)
- Trylededd thermol
- Gwrtheddol trydanol
- Cyfradd rhyddhau ynni cadw (Wigner) a chyfanswm ynni cadw (Wigner)
- Cynhwysedd gwres penodol
- Ymddygiad ocseiddiad drwy ddadansoddiad thermal grafimetrig
- Microsgopeg optegol (maes disglair, golau fflwroleuol a pholaraidd)
- Microsgopeg Sganiad Electronig (SEM)
- Migrosgopeg Trosglwyddiad Electronig (TEM)
- Spectograffeg laser Raman
- Diffreithiad Pelydr – X(XRD)
- Microtomograffeg Pelydr-X
Mae’r arbenigedd a gafwyd o ddylunio a phrofi cyfyngiadau’r technegau mesur hyn yn cael ei drosglwyddo yn ôl i’r gymuned wyddonol ehangach drwy gymryd rhan yn is-bwyllgor D02 ASTM ar gyfer Carbonau a Graffitau Gweithuredig. Er mwyn croes-gymharu cywirdeb ac atgynyrchioldeb y dulliau prawf a ddefnyddir ar y samplau o’r adweithyddion, mae LNC wedi cymryd rhan mewn sawl astudiaeth rhyng-labordy i gefnogi safonau newydd ac wedi arwain at gynhyrchu’r safonau canlynol:
- ASTM D7775 Arweiniad Safonol ar gyfer Mesuriadau ar Samplau Graffit Bychan
- ASTM D7972 Dull Prawf Safonol ar gyfer Cryfder Plygiannol Nwyddau Carbon a Graffit a Gynhyrchir gan Ddefnyddio Llwythiant Tri Phwynt ar Dymheredd Ystafell
- ASTM D8075 Arweiniad Safonol i Gategoreiddio Nodweddion Microadeiledd a Microdestunol a Arsylwyd mewn Micrograffau Optegol o Graffit
Mewn cydweithrediad â Labordy Cenedlaethol Idaho a Labordy Cenedlaethol Oak Ridge, arweiniodd LNC Cyhoeddiad Papurau Technegol Dethol yr ASTM ar ‘Profi Graffit ar gyfer Cynhwysiad Niwclear: Arwyddocâd Prawf Sbesimen Cyfaint a Geometreg ac Arwyddocad Ystadegol o Sbesimen Prawf Poblogaeth’ (ASTM STP 1578). (Ffigwr 1)
Yn ogystal, mae LNC wedi gweithio gyda EDF i ddatblygu a phrofi technegau newydd o’r radd flaenaf sydd naill ai’n dilysu technegau mesur cyfredol neu’n darparu dirnadaeth priodweddau defnyddiau ychwanegol y gellid eu defnyddio i gynyddu dealltwriaeth o ymddygiad a nodweddion graffit mewn creiddiau adweithyddion niwclear. Esiampl o’r cyntaf yw datblygiad ESPI (Ymyriadureg Patrwm Britho Electronig) ar gyfer mesur dau o nodweddion mecanyddol graffit – static modwlws Young a chymhareb Poisson (Ffigwr 2)
Mae’r dechneg hon yn cydfynd yn dda iawn gyda mesuriadau archwiliad ôl-arbelydriad (PIE) o modwlws deinameg Young gan ddefnyddio’r dechneg uwchsonig amser ehediad. Yn yr un modd datblygwyd ESPI i fesur cyfeirnod ehangu thermol a dangoswyd ei fod mewn cytundeb da â’r mesuriadau PIE cyfatebol drwy’r dechneg sefydledig o ymledfesureg.
Yn fwy diweddar, mewn cydweithrediad gyda EDF a Phrifysgol Manceinion, mae’r LNC wedi cwblhau prosiect Arloesi DU ar “Dylanwad Anffurfio a Geometreg ar Gryfder Cydrannu Graffit Arbelydredig”. O dan y prosiect hwn, datblygodd EDF a LNC dechneg newydd ar gyfer mesur gwaith ysigo samplau graffit arbelydredig bychan – sy’n arwydd allweddol o allu’r defnydd i wrthsefyll twf craciau.
Ar ôl profi ar y graffit anarbelydredig a dau ddefnydd arall (macor a PC45) defnyddiwyd y dull yn llwyddiannus ar samplau adweithyddion gan atgyfnerthu ein dealltwriaeth o’r newidiadau mewn nodweddion toriadau graffit arbelydredig. Roedd y dull yn llwyddiannus hefyd ar y sbesimenau ‘adain’ (Ffigwr 3c) a gynhyrchwyd o’r samplau graffit o greiddiau adweithydion, gan roi’r cyfle i gael mwy o wybodaeth ar yr un defnydd a chyfateb gyda nodweddion eraill, megis y cryfder plygiannol a modwlws elastig, a fesurwyd ar yr un samplau.
Cyhoeddwyd y gwaith hwn yn y Journal of Nuclear Materials (Measuring the fracture properties of irradiated reactor core graphite), A Tzelepi, Paul Ramsay, Alan G. Steer, John Dinsdale-Potter, JNM 509 (2018) 667-678) a’r dechneg wedi’i gynnwys fel Arweiniad Safonol ASTM:
ASTM D8255 Arweiniad Safonol ar gyfer Gwaith Mesuriadau Ysigiad ar Sbesimenau Graffit Niwclear Bychan
