Hlavním zaměřením oddělení Analýza materiálů je výzkum a vývoj materiálů využívaných v jaderné i klasické energetice.
Hlavním zaměřením oddělení Analýza materiálů je výzkum a vývoj materiálů využívaných v jaderné i klasické energetice. Primárně se jedná o hodnocení mechanických, fyzikálních a chemických vlastností materiálů po jejich vystavení pracovnímu nebo havarijnímu typu prostředí, jakým může být vlhkost, tlak, chemická reaktivita, mechanické napětí, radiace. Dalším zaměřením oddělení je analytická podpora státních a mezinárodních institucí při inspekcích jaderných materiálů a policejním vyšetřování jaderně forenzních incidentů. Oddělení v rámci svých aktivit využívá standardních operačních postupů a zároveň vyvíjí nové analytické metody. Oddělení disponuje infrastrukturou pro hodnocení kovových i nekovových materiálů všech okruhů jaderných elektráren se zaměřením na hodnocení tlakové nádoby a vnitřních částí jaderných reaktorů, paliva a palivového pokrytí a biologického stínění jaderného reaktoru zahrnující expertízu stávajících i nových perspektivních materiálů pro jadernou energetiku.
Oddělení je zapojeno do množství projektů řešících problematiku stávajících i nových generací jaderných reaktorů v rámci GA ČR, TA ČR, MV ČR, Euroatom, aj., spolupracuje tak s řadou tuzemských i mezinárodních institucí, průmyslových podniků a univerzit.
Výzkumná skupina Analýza materiálů po ozáření pracující v komplexu stíněných horkých komor se specializuje v oblasti testování ozářených strukturních materiálů (Post Irradiation Examination, PIE) jaderných reaktorů s využitím standardních metod mechanického testování, mezi něž patří tahová zkouška, zkouška tečení, zkouška únavy, tvrdosti, aj. i metod charakterizujících lokální mechanické vlastnosti jako je např. nanoindentační zkouška hodnotící změny na úrovni zrn až subzrn fází daného materiálu. Zároveň skupina pracuje na vývoji a transferu nových metod testování ozářeného materiálu do prostředí horkých komor. Pro hodnocení korozní odolnosti materiálu v tlakovodním nebo varném prostředí reaktoru jsou prováděny korozní zkoušky ve vysokoteplotním autoklávu s vodní smyčkou s kontrolovaným chemickým složením a jednoosým tahovým zatěžováním. Infrastruktura horkých komor disponuje rovněž světelným i skenovacím elektronovým mikroskopem pro hodnocení mikrostrukturních a chemických změn po ozáření. V průběhu posledních let byla v horkých komorách vybudovaná unikátní infrastruktura na testování ozářeného betonu a kameniva – přesné měření rozměrových změn, změn hustoty a pevnostních vlastností vlivem záření. Výstupy těchto analýz tvoří vstup pro numerické modelování, predikci a prodlužování životnosti biologického stínění jaderných elektráren. Skupina Analýza materiálů po ozáření spolupracuje se skupinou Mikrostrukturní analýzy, která poskytuje hodnocení příčin změn mechanických vlastností po ozáření.
Výzkumná skupina Mikrostrukturní analýzy se věnuje převážně studiu mikrostrukturních vlastností materiálů, které se používají nebo se testují k potenciálnímu využití v energetice a v jaderném průmyslu. Díky výzkumným infrastrukturám lze pozorovat změny v těchto materiálech po ozáření (neutrony, gama zářením, vysokoenergetickými elektrony) nebo po dlouhodobém vystavení extrémním provozním podmínkám (experimentální stárnutí materiálu v korozních prostředích PWR, SCW, UCWL, HLM, HT-HL, LOCA).
Skupina je zapojena primárně do řešení těchto výzkumných témat:
V laboratořích Centra Vysoce Citlivých Analytických Přístrojů (CVCAP) je možné připravit vzorky z neozářených i ozářených kovových i nekovových materiálů pro následnou analýzu na transmisním elektronovém mikroskopu s vysokým rozlišením, skenovacím elektronovém mikroskopu s fokusovaným iontovým svazkem a rentgenovém difraktometru. Skupina Mikrostrukturní analýzy úzce spolupracuje s výzkumnou skupinou Prvková a izotopová mikroanalýza.
Speciální částí oddělení je skupina prvkové a izotopové mikroanalýzy EIMA (Elemental and Isotopic Microanalysis), která je členem Sítě analytických laboratoří NWAL (Network of Analytical Laboratories) Mezinárodní agentury pro atomovou energii IAEA (International Atomic Energy).
Laboratoř EIMA se věnuje těmto aktivitám:
Součástí oddělení je rovněž výzkumný tým pro podporu jaderných elektráren zajišťující Inspekce paliva. Hlavním cílem aktivit skupiny je hodnocení stavu jaderného paliva v průběhu vyhořívání za provozu v energetickém reaktoru a v průběhu skladování vyhořelého paliva. Vedlejší aktivity skupiny, přímo spojeny i s hlavním cílem, se zabývají simulacemi změn na povrhu a ve struktuře pokrytí. Vlajkovými aktivitami v tomto oboru je výzkum fretting jevů v podmínkách od pokojových teplot až k LVR podmínkám, možností měření vnitřního tlaku tenkostěnných trubek (např. palivové proutky), geometrická měření prvku jaderného paliva nebo i NDT měření v oblastí oxidické vrstvy. Všechny aktivity skupiny jsou doprovázeny výzkumem v oblasti strojového zpracování obrazových dat, využívajícím strojové učení a umělou inteligenci, čím je docílena vyšší efektivita a přesnost zpracování dat.
