14 geavanceerde gasgekoelde reactoren (AGR's) op 7 locaties worden bedreven door EDF Energy in het Verenigd Koninkrijk. Elke reactorkern is gebouwd van grafietblokken die neutronen modereren om de nucleaire kettingreactie te in stand te houden. De reactorbrandstof en controlestaven zijn tussen de grafietblokken geplaatst CO₂-gas koelt de reactorkern. De grafietblokken verouderen door het gecombineerde effect van stralingsschade en oxidatie. Neutronenstraling veroorzaakt een krimp en zwelling van de grafietblokken. De sterkte van het grafiet wordt verminderd door oxidatie en als gevolg van spanningen ontstaat scheurvorming.

Om de levensduur van AGR-stations te verlengen en inspectieregimes te optimaliseren, is kennis vereist over de veroudering van het grafiet. Het grafiet in de reactorkern kan niet worden vervangen en is bepalend voor de levensduur.

De belangrijkste uitdaging van het BLACKSTONE-programma is het op tijd verschaffen van meetgegevens die geschikt zijn voor veiligheidsanalyses en levensduurverlenging.

De bestralingsomstandigheden worden zorgvuldig gecontroleerd om ervoor te zorgen dat de versnelde veroudering van grafiet in de HFR representatief is voor die in AGR's. Door een combinatie van nauwkeurig ontwerp, zorgvuldige fabricage van de componenten en monitoring tijdens bestraling wordt de eis om monsters op 420°C te bestralen wordt bereikt. De oxidatie van grafietmonsters wordt gecontroleerd door een mengsel van CO₂ door de bestralingscapsule te voeren en continu de in- en uitgaande samenstelling van het gas te meten.

De karakterisering van de monsters wordt in de Hot Cell Laboratories Laboratories uitgevoerd volgens de strengste kwaliteitseisen door deskundig personeel. Door statistische analyse van de gegevens en analyse van de grafietmonsters wordt aangetoond dat representatieve gegevens worden verkregen. De resultaten van duizenden metingen door NRG worden vervolgens gebruikt om te combineren met AGR-inspectiegegevens.

Grafietcomponenten in een reactor veranderen van afmetingen wanneer ze worden blootgesteld aan neutronenbestraling en spanningen. De spanningen die door bestraling in het materiaal worden opgewekt, kunnen worden verminderd door een mechanisme dat bekend staat als ‘kruip’. NRG heeft een speciale bestralingstest ontwikkeld om dit kruipmechanisme te bestuderen en gegevens te verstrekken die worden gebruikt in AGR-modellen.

De test bestaat uit grafietmonsters die worden onderworpen aan een hoge belasting met gas-gevulde balgen. Verschillende modules met monsters en balgen worden in een kernpositie in de HFR geplaatst en gedurende meerdere cycli bestraald. Door de veranderingen in afmetingen van belastte en onbelaste monsters te meten en vergelijken, wordt het effect van kruip bepaald.

Het BLACKSTONE-programma heeft gegevens gegenereerd om de gecombineerde levensduur van de AGR-vloot met meer dan 40 jaar te verlengen.

Fase 3 van het programma maakt gebruik van bestralingstechnologie die bij NRG is ontwikkeld om in de komende jaren gegevens te genereren voor de nieuwere reactoren AGR-reactoren Heyseham B en Torness.

Met de succesvolle acquisitie van de leidende MTR-gegevens, kunnen we nu de gegevens van de drievoudige monsters vergelijken met wat we verwachtten. Dit maakt een lean programma voor trepanning mogelijk en ondersteunt een veel efficiëntere analyse van de reactorgegevens. Dit helpt EDF en de regulator om vertrouwen op te bouwen dat de reactoren verouderen en degraderen zoals verwacht.