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High-dose neutron irradiation of beryllium and titanium beryllide: Summary and outlook

Chakin, Vladimir 1; Rolli, Rolf 1; Schneider, Hans-Christian 1; Gaisin, Ramil ORCID iD icon 2; Vladimirov, Pavel ORCID iD icon 2; Klimenkov, Michael ORCID iD icon 2; Duerrschnabel, Michael ORCID iD icon 2; Zimber, Nikolai ORCID iD icon 2; Rieth, Michael ORCID iD icon 2; Gorr, Bronislava 1; Hernández, Francisco A. 3; Radloff, Dirk 1,4; Fedorov, Alexander; Zmitko, Milan; Nakamichi, Masaru; Udartsev, Sergey
1 Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Neutronenphysik und Reaktortechnik (INR), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Programm Kernfusion (FUSION), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The irradiation experiment conducted in the HFR material testing reactor, under conditions simulating the operating environment of the DEMO breeding blanket, along with subsequent post-irradiation examinations (PIEs) of irradiated beryllium-based materials—such as pure beryllium and titanium beryllide—enabled a comparative analysis of their radiation resistance for potential use as neutron multipliers. The PIEs clearly demonstrated the superiority of titanium beryllide over beryllium, particularly in terms of reduced swelling, lower tritium retention, and enhanced mechanical properties at elevated temperatures. As a result, titanium beryllide blocks have been proposed to replace beryllium pebbles in the Helium-Cooled Pebble Bed (HCPB) DEMO breeding blanket design. A production technology for fabricating titanium beryllide blocks was successfully developed, and further advancements in this technology, along with research on full-scale blocks, have been outlined.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Angewandte Werkstoffphysik (IAM-AWP)
Institut für Neutronenphysik und Reaktortechnik (INR)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 03.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2352-1791
KITopen-ID: 1000180138
Erschienen in Nuclear Materials and Energy
Verlag Elsevier
Band 42
Seiten 101910
Nachgewiesen in Scopus
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Web of Science
OpenAlex

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000180138
Veröffentlicht am 17.03.2025
Seitenaufrufe: 13
seit 17.03.2025
Downloads: 7
seit 21.03.2025
Cover der Publikation
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