ML20099D451: Difference between revisions

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WCAP-10637 WESTINGHOUSE CLASS 3 CUSTOMER DESIGNATED DISTRIBUTION                                           -
WCAP-10637 WESTINGHOUSE CLASS 3 CUSTOMER DESIGNATED DISTRIBUTION ANALYSIS OF CAPSULES T-330 AND W-290 FROM THE CONSUMERS POWER COMPANY PALISADES REACTOR VESSEL RADIATION SURVEILLANCE PROGRAM M. K. Kunka C.A. Cheney September 1984 Work performed under Shop Order Nos. ENVJ-106 and ENVJ-450 APPROVED:
ANALYSIS OF CAPSULES T-330 AND W-290 FROM THE                       ..
[
CONSUMERS POWER COMPANY PALISADES REACTOR VESSEL RADIATION SURVEILLANCE PROGRAM M. K. Kunka C.A. Cheney September 1984 Work performed under Shop Order Nos. ENVJ-106 and ENVJ-450 APPROVED:         [     . Nr M T. A. Meyer, Manager                           .
. Nr M T. A. Meyer, Manager Structural Materials and Reliability Technology Prepared by Westinghouse for che Consumers Power Com:any Although information contained in this report is nonprocrietary, no distributien shall be made outside Westinghouse or its licensees without the customer's approve' WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION Nuclear Energy Systems P.O. Box 355 Pittsburgh, Pennsylvania 15230 8411200379 841031 PDR ADOCK 05000255 P
Structural Materials and Reliability Technology Prepared by Westinghouse for che Consumers Power Com:any Although information contained in this report is nonprocrietary, no distributien shall be made outside Westinghouse or its licensees without the         ,
PDR
customer's approve' WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION Nuclear Energy Systems P.O. Box 355 Pittsburgh, Pennsylvania 15230 8411200379 841031                                                                     -
PDR ADOCK 05000255 P                   PDR                                                                           -


PREFACE This report his been technically reviewed and verified.
PREFACE This report his been technically reviewed and verified.
Reviewer Sections 1 through 5 and 7           S. E. Yanichko   /     ka , u, d .' u.
Reviewer Sections 1 through 5 and 7 S. E. Yanichko
Section 6                             S. L. Anderson   4' J (l' r _[ ' O ,y , _
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Section 6 S. L. Anderson 4' J (l' r _[ ' O,y,
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                                                                                =
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ll a
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TABLE OF CONTENTS
TABLE OF CONTENTS
[
[
[     Section                               Title                         Page
[
                                                                                ?.
Section Title Page
1        
?.
1


==SUMMARY==
==SUMMARY==
OF RESULTS                                   1-1
OF RESULTS 1-1
                                                                                ]
]
l                                                                                     4 i         2           INTRODUCTION                                         2-1   p t
l 4
i 2
INTRODUCTION 2-1 p
[
t k
3 BACKGROUND 3-1 e
l
}
4 DESCRIPTION OF PROGRAM 4-1 y
h i
5 TESTING 0F SPECIMENS FRCM CAPSULES T-330 and W-290 5-1 L
A e
D 5-1. Overview 5-1 h
5-2. Thermal Monitor Melting 5-3 Ii
[
5-3. Chemical Analysis 5-4
[
[
k 3          BACKGROUND                                            3-1  e l                                                                                %
5-4. Charpy V-Notch Impact Test Results 5-4 y
}        4          DESCRIPTION OF PROGRAM                              4-1      y
5-5. Tension Test Results 5-6
$                                                                                h i        5          TESTING 0F SPECIMENS FRCM CAPSULES T-330 and W-290  5-1    L A                                                                                e
-f 6
!                                                                                D 5-1. Overview 5-1 h                    5-2. Thermal Monitor Melting                        5-3    Ii        _
RADIATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY 6-1
[                    5-3. Chemical Analysis                              5-4    [
5-4. Charpy V-Notch Impact Test Results             5-4   y 5-5. Tension Test Results                           5-6       -f 6           RADIATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY             6-1     $_
=
=
6-1. Introduction 6-1 t                                                                                  3;
6-1. Introduction 6-1 3;
.                    6-2. Discrete Ordinates Analysis                     6-1     i.
t 6-2. Discrete Ordinates Analysis 6-1 i.
[                     6-3. Neutron 00simetry                               5-8     a 6-4. Transport Analysis Results                     6-11       'I 6-5. Dosimetry Results                               6-21     ?
[
;-                                                                          7-1 7          REFERENCES                                                          =
6-3. Neutron 00simetry 5-8 a
~'                                                                                    ._'=
6-4. Transport Analysis Results 6-11
i                                                                                    _r-   '
'I 6-5. Dosimetry Results 6-21
E
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7 REFERENCES 7-1
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_r-i E
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4 a
4 a
c--
c--
h l                                                                                         _
h l
80928:1b-092084                             v m
80928:1b-092084 v
m


LIST OF TABLES Table                                   Title                       Page 4-1       Chemical Composition of the Palisades Reactor           4-4 Vessel Surveillance Materials                               i,k1
LIST OF TABLES Table Title Page 4-1 Chemical Composition of the Palisades Reactor 4-4 i,k1 Vessel Surveillance Materials
                                                                              ,o--_
,o--_
                                                                                  ,v %
,v %
                                                                                  -0 5-1       Results of Chemical Analyses Performed on               5-7   J 4,f^
-0 5-1 Results of Chemical Analyses Performed on 5-7 J 4,f^
Palisades Charpy V-Notch Specimens (WT-%)                   kWL%(,    ?
k %(,
Mh7) w ,a 5-2       Capsule T-330, Theraml Capsule: Charpy V-Notch         5-8 eg'ic l Impact Data for the Palisades Intermediate Shell             .
Palisades Charpy V-Notch Specimens (WT-%)
Plate D-3803-1 (Transverse Orientation)                           #        :
WL ?
                                                                              .4:. N .
Mh7) w,a 5-2 Capsule T-330, Theraml Capsule: Charpy V-Notch 5-8 eg'ic l Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation)
a; 5-3       Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch         5-9     %mt, .
.4:. N
Impact Data for the Palisades Intermediate Shell             %yc.g     .
. a; 5-3 Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch 5-9
Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) j% ihz 5-4       Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch ki, fE 5-10 "/ , s /
%mt,.
Impact Data for the Palisades Pressure Vessel                 t.%. %
Impact Data for the Palisades Intermediate Shell
W.)
%yc.g Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) j% ihz ki, fE 5-4 Capsule T-330, Thermal Capsule:
Charpy V-Notch 5-10
"/, s /
t.%. %
Impact Data for the Palisades Pressure Vessel W.)
Weld Metal h
Weld Metal h
                                                                                  @$hi 5-5       Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch         5-11         :
@$hi 5-5 Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch 5-11 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 5-6 Capsule T-330, Thermal Capsule:
Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 5-6       Capsule T-330, Thermal Capsule:         Instrumented   5-12               r Charpy Impact Test Results for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientatien) 8092B:1b-092084                                 vii
Instrumented 5-12 r
Charpy Impact Test Results for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientatien) 8092B:1b-092084 vii


                                                                                                                  ' LIST OF . TABLES (cont.)
' LIST OF. TABLES (cont.)
Table                                                                                       Title                       Page
Table Title Page
                  # 5-7                                                                   Cc sule T-330, Thermal Capsule:       Instrumentated 5-13 Charpy' Impact Test Results for Palisades Inter-mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-8                                                         Capsule T-330, Thermal Capsule: Instrumented         5-14 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal 5-9                                                         Capsule T-330, Thermal Capsule: Instrumented         5-15 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal l
# 5-7 Cc sule T-330, Thermal Capsule:
5-10                                                       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch     5-16 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11                                                       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch   5-17 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12                                                       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch   5-18 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Metal 5-13                                                       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch   5-19 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 8092B:1b-092084                                                                                   ix
Instrumentated 5-13 Charpy' Impact Test Results for Palisades Inter-mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-8 Capsule T-330, Thermal Capsule:
Instrumented 5-14 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal 5-9 Capsule T-330, Thermal Capsule:
Instrumented 5-15 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal l
5-10 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-16 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-17 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-18 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Metal 5-13 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-19 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 8092B:1b-092084 ix


                                                                                                  ,7 ,,
,7,,
LIST OF TABLES (cont.)                                 g             1.
LIST OF TABLES (cont.)
Lh,[ ' . ~           .
g 1.
                                                                                          .s .. .
Lh,[ '. ~
Table                               Title                           Page           ;'.j i
.s...
                                                                                      > ;;:3 e y ,,; .
Table Title Page
5-14       Capsule W-290, Irradiated Capsule:   Instrumented       5-20           ;,,.4 Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-mediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation)
;'.j i
(}
> ;;:3 e y,,;.
j:yJ.:
5-14 Capsule W-290, Irradiated Capsule:
Instrumented 5-20
;,,.4 Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-(}
mediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) j:yJ.:
v::B.:, +_
v::B.:, +_
5-15       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Instrumented         5-21           $.M Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-                                           h mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal                             ld R Orientation)                                                             I'b
5-15 Capsule W-290, Irradiated Capsule:
                                                                                        ; w ,,
Instrumented 5-21
hi/qE 5-16       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Instrumented         5-22 J}p   TM    yy Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal                       : Agi l': hN 5-17       Capsule W-290, Irradiated Capsule: Instrumented         5-23 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld                                               ,   f Heat Affected Zone Metal 5-18       Effect of Irradiation at 1.09 x 1019 (E> 1 MeV)         5-24                                   y on the Notch Toughness Prcperties of the Palisades f
$.M Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-h mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal ld R Orientation)
Surveillance Vessel Materials                                                                   l i
I'b
nouse l 5-19       Thermal Capsule Tensile Proporties for Palisades         5-25               -
; w,,
ri Surveillance Material
hi/qE TM 5-16 Capsule W-290, Irradiated Capsule:
                                                                                            ,  l        1 1 5-20       Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades     5-26                           j Surveillance Material, Irradiated to 1.09 x 10 19 n/cm 2 f
Instrumented 5-22 J}p yy Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal
                                                                                              \       (\     \
: Agi l': hN 5-17 Capsule W-290, Irradiated Capsule:
                                                                                                        ;i 6-1       26 Group Energy Structure                               6-5                               j IE 8092B:lb-092684                             xi IB
Instrumented 5-23 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld
                                                                                                '^-- =
, f Heat Affected Zone Metal 5-18 Effect of Irradiation at 1.09 x 1019 (E> 1 MeV) 5-24 y
on the Notch Toughness Prcperties of the Palisades f
Surveillance Vessel Materials l
i nouse l 5-19 Thermal Capsule Tensile Proporties for Palisades 5-25 r i Surveillance Material l
1 1
5-20 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades 5-26 j f 19 2
(\\
Surveillance Material, Irradiated to 1.09 x 10 n/cm
\\
\\
;i 6-1 26 Group Energy Structure 6-5 j
IE IB 8092B:lb-092684 xi
'^-- =
E Ell$1 i
E Ell$1 i


T E
T E
LIST OF TABLES (cont.)
LIST OF TABLES (cont.)
E         ~ Table                               Title.                         Page E
E
F           6-2         Nuclear Constants for Neutron Flux Monitors Contained 6-8 i in the Palisades Surveillance Capsule
~ Table Title.
Page E
F 6-2 Nuclear Constants for Neutron Flux Monitors Contained 6-8 i
in the Palisades Surveillance Capsule
?
?
[           6-3         Calculated Neutron Energy Spectra Above 0.1 MeV at     6-13 h                       the Center of Palisades Capsule L
[
6-4         Spectrum-Averaged Reaction Cross Sections at the       6-14 Center of Palisades Surveillance Capsules L
6-3 Calculated Neutron Energy Spectra Above 0.1 MeV at 6-13 h
F           6-5         Irradiation History of Palisades Surveillance         6-15 Capsule W-290 i
the Center of Palisades Capsule L
6-4 Spectrum-Averaged Reaction Cross Sections at the 6-14 Center of Palisades Surveillance Capsules L
F 6-5 Irradiation History of Palisades Surveillance 6-15 Capsule W-290 i
p_
p_
L           6-6       Comparison of Measured and Calculated Fast Neutron     6-22
L 6-6 Comparison of Measured and Calculated Fast Neutron 6-22 i;
i;                   Flux Monitor Saturated Activites for Capsule W-290 l   ';
Flux Monitor Saturated Activites for Capsule W-290 l ';
I             6-7       Results of Fast Neutron Dosimetry for Capsule W-290   6-24 1
I 6-7 Results of Fast Neutron Dosimetry for Capsule W-290 6-24 1
6-8       Summary of Neutron Dosimetry Results for Capsule W-290 6-25 E
6-8 Summary of Neutron Dosimetry Results for Capsule W-290 6-25 E
3 5                                                                                   ;
3 5
c s
c s
k,.
k,.
5 L
5 L
l E           80928:1b-092084                           xiii r                                           -
l E
80928:1b-092084 xiii r
y
y


LIST OF ILLUSTRATIONS Figure                                                               Title               Page 4-1                     Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades   4-5 Reactor Vessel 4-2                     Diagram Showing Location of Test Specimens, Thermal     4-6 Monitors, and Dosimetry. Monitors in the Palisades Surveillance Capsule Assemblies 4-3                     Palisades Weld Metal Surveillance Test Material         4-7 Fabrication (From C-E Drawing No. C-245-321-1) 5-1                     Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties         5-27 for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation)                             ,
LIST OF ILLUSTRATIONS Figure Title Page 4-1 Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades 4-5 Reactor Vessel 4-2 Diagram Showing Location of Test Specimens, Thermal 4-6 Monitors, and Dosimetry. Monitors in the Palisades Surveillance Capsule Assemblies 4-3 Palisades Weld Metal Surveillance Test Material 4-7 Fabrication (From C-E Drawing No. C-245-321-1) 5-1 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-27 for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation) 5-2 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-28 for Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-3 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-29 for Palisades Weld Metal 5-4 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-30 for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 3-5 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-31 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-102984 av
5-2                   Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties         5-28 for Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-3                   Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties         5-29 for Palisades Weld Metal 5-4                   Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties         5-30 for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 3-5                 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen           5-31 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-102984                                                         av


                                                                                                /
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LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.) a Figure                             Title.-                       / 'Page           4 e
LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.) a Figure Title.-
5-6       Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen             5-32 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation)                           _
/ 'Page 4
5-7       Thermal Capsule-(T-330) Charpy Impa:t Specimen             5.-33 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-8       Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen           5-34 Fracture Surfa:es for Palisades Weld Heat Affected>,
e 5-6 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-32 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-7 Thermal Capsule-(T-330) Charpy Impa:t Specimen 5.-33 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-8 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-34 Fracture Surfa:es for Palisades Weld Heat Affected>,
Ze'ne Metal l-
Ze'ne Metal l-
                  ,5-9         Typical Curve for Instrumented Charpy Specin;eas         5-35 m 5-10       Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties   -
,5-9 Typical Curve for Instrumented Charpy Specin;eas 5-35 m 5-10 Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-36 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11 Irradiated Capsule Charpy V-Notch impact Froperties 5-37 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12 Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-38 for Palisade. Weld Metal 5-13 Irradiated Capsule V-Notch Impact Properties for 5-39 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 80928:1b-102984 xvii
5-36 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11       Irradiated Capsule Charpy V-Notch impact Froperties       5-37 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12       Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties       5-38 for Palisade. Weld Metal 5-13       Irradiated Capsule V-Notch Impact Properties for         5-39 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 80928:1b-102984                           xvii


LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)
LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)
        .g Figure ;                                                                 Title                     Page
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Title Page
5-14           y                      Irradiated Capsule (W-290) Charpy' Impact Specimen         5-40 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation)
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5-14 Irradiated Capsule (W-290) Charpy' Impact Specimen 5-40 y
5-15                                   Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen         5-41 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell               ,
Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation)
Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-16                                   Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen         5-42 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-17                                   Irradiated Capsule ~(W-290) Charpy Impact Specimen         5-43 Frp.cture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-18                                 _ Comparison of Actual Versus Predicted 30 ft-lb             5-44 Transition Temperature Increases for the Palisades Surveillance Weld Material, Based on the Prediction Methods of Regulatory Guide 1.99 Revision 1 5-19                                     Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades         5-45 Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-20                                     Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades         5-46 Weld Metal 5-21                                     Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades         5-47
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                  ,                                Weld Heat Affected Zone Metal
5-15 Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen 5-41 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-16 Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen 5-42 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-17 Irradiated Capsule ~(W-290) Charpy Impact Specimen 5-43 Frp.cture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-18
                ~~
_ Comparison of Actual Versus Predicted 30 ft-lb 5-44 Transition Temperature Increases for the Palisades Surveillance Weld Material, Based on the Prediction Methods of Regulatory Guide 1.99 Revision 1 5-19 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-45 Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-20 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-46 Weld Metal 5-21 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-47 Weld Heat Affected Zone Metal
80928:1b-102984                                             ,
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                                                                                                                                                              ..                                                        3 3:                     ec                                                                                                                                                 .7             .
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5-22;                        Fractured'ThermalCapsule; Tensile.Specimensif)                                                                                             .-5-481                                               ;
Fractured'ThermalCapsule; Tensile.Specimensif)
&;                                                         Palisades Intermediate:Shell? Plate'D-3803-1
.-5-481 5-22; Palisades Intermediate:Shell? Plate'D-3803-1
                                                    - ~(Longitudinal Orientation)                                                                                                           ,            -
- ~(Longitudinal Orientation)
                                                                                          .'                                                              M 5-231                       Fractured Thermal' Capsule Tensile Specimens-'of                                                                                         '
M 5-231 Fractured Thermal' Capsule Tensile Specimens-'of
:5-49
:5-49
                                                        -Pal'isades Weld Metal
-Pal'isades Weld Metal
                        '5-24.                           Fractured .. Thermal LCapsule .. Tensile . Specimens ~ of                                                                                 L .i-50 '
'5-24.
                                              .          : Palisades' Weld Heat'Affected Zone Metal'
Fractured.. Thermal LCapsule.. Tensile. Specimens ~ of L.i-50 '
                        ;5-25                           .Typcial Stress-Strain Curve for-l Tension Specimens                                                                                         5-51 2       -                    5-26                         Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades                                                                                       ,5-52
: Palisades' Weld Heat'Affected Zone Metal'
                                                                                                                                          ~
;5-25
,                                                        'Intermedir.te Shell Plate D-3803-1-(Longitudinal Orientation)-
.Typcial Stress-Strain Curve for-l Tension Specimens 5-51 2
5-26 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades
,5-52
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'Intermedir.te Shell Plate D-3803-1-(Longitudinal Orientation)-
n
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                        ~ 5-27                         . Irradiated Capsule Tensile. Properties for Palisades                                                                                         5-53 Weld-Metal i
~ 5-27
5-28                         Irradiated Capsule Tensile Properties.for.P'alisades                                                                                       5-54.
. Irradiated Capsule Tensile. Properties for Palisades 5-53 Weld-Metal i
5-28 Irradiated Capsule Tensile Properties.for.P'alisades 5-54.
Weld Heat'Affected Zone Metal.
Weld Heat'Affected Zone Metal.
k b                             5-2'9 -                   . Fractured Irradiated. Capsule-Tensile Specimens of                                                                                           5-55
k b
                                                                                                      ~
5-2'9 -
Palisades Intermediate'Shell Plate D-3803-1                                                                                                                                                         .
. Fractured Irradiated. Capsule-Tensile Specimens of 5-55
_(Longitudinal Orientation)                                                                                                                                                                         .
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5-30'                       Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of-                                                                                           5-56.
Palisades Intermediate'Shell Plate D-3803-1
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_(Longitudinal Orientation) 5-30' Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of-5-56.
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LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)
LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)
Figure                                                                 Title                                                       Page
Figure Title Page
          '5-31                 Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of                                                           5-57 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 6-1               Palisades Reactor Geometry                                                                                 6-2 6-2A               Plan View of Palisades Wal1 Capsules                 ,
'5-31 Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of 5-57 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 6-1 Palisades Reactor Geometry 6-2 6-2A Plan View of Palisades Wal1 Capsules 6-3 6-28 Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule 6-4 6 Calculated Azimuthal Distribution of Maximum 6-26 Fast Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel Surveillance Capsule 6-4 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast 6-27 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel 6-5 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast 6-28 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Surveillance Capsule 6-6 Calculated Uranium Saturated Acitivity within 6-29 Capsule W-290 6-7 Calculated Titanium Saturated Activity within 6-30 Capsule W-290 6-8 Calculated Iron Saturated Activity within Capsule W-290 6-31 6-9 Calculated Nickel Soturated Activity within Capsule W-290 6-32 6-10 Calculated Copper Saturated Activity within Capsule W-290 6-33 60928:1b-102984 xxiii
6-3 6-28               Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule                                                         6-4 6               Calculated Azimuthal Distribution of Maximum                                                               6-26 Fast Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel Surveillance Capsule 6-4                 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast                                                             6-27 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel 6-5                 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast                                                             6-28 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Surveillance Capsule 6-6                 Calculated Uranium Saturated Acitivity within                                                             6-29 Capsule W-290 6-7                 Calculated Titanium Saturated Activity within                                                             6-30 Capsule W-290 6-8                 Calculated Iron Saturated Activity within Capsule W-290                                                   6-31 6-9                 Calculated Nickel Soturated Activity within Capsule W-290 6-32 6-10                     Calculated Copper Saturated Activity within Capsule W-290 6-33 60928:1b-102984                                                               xxiii
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.m SECTION 1 r
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==SUMMARY==
==SUMMARY==
OF RESULTS                                           .l 4                                                                                                 -
OF RESULTS
s y     The analysis of the material contained in Capsule T-330, the first thermal               l surveillance capsule removed from the Consumers Power Company's Palisades                       .(
.l 4
$      reactor pressure vessel, led to the following conclusions:                               ,
s y
                                                                                                        +
The analysis of the material contained in Capsule T-330, the first thermal l
i     o     The weld and heat-affected zone matal has experienced a 60-70 F shift           1 _;
surveillance capsule removed from the Consumers Power Company's Palisades
q                 in the ductile to brittle transition temperatures due to exposure to                 -
. (
  .. .          elevated temperature.                                                                     ,
reactor pressure vessel, led to the following conclusions:
+
i o
The weld and heat-affected zone matal has experienced a 60-70 F shift 1 _;
q in the ductile to brittle transition temperatures due to exposure to elevated temperature.
s
s
{     The analysis of the material contained in Capsule W-290, the second irradiated                     "
{
surveillance capsule to te removed from the Consumers Power Company Palisades reactor pressure vessel, led to the following conclusions:
The analysis of the material contained in Capsule W-290, the second irradiated surveillance capsule to te removed from the Consumers Power Company Palisades reactor pressure vessel, led to the following conclusions:
                                                                                                            ~
~
E The capsule receised an average fast neutron fluenc (E>1.0Mev) of a
E The capsule receised an average fast neutron fluenc (E>1.0Mev) of a
r               1.09 x 10 19 n/cm 2,                                                                     ;
19 2
1 o    Irradiation of the reactor vessel intermediate shell course plate                           .-
r 1.09 x 10 n/cm,
19                                                     '
1 Irradiation of the reactor vessel intermediate shell course plate o
hr 0-3803-1, to 1.09 x 10       n/cm, resulted in 30 and 50 ft-lb                       - =
19 h
c transition temperature increases of 155 and 160 F, respectively, for specimens oriented perpendicular to the principal rolling direction                   '(
0-3803-1, to 1.09 x 10 n/cm, resulted in 30 and 50 ft-lb
s                 (transverse orientation), and 175 F and 180 F, respectively, for                 L ' _,             .
- =
;j[               specimens oriented parallel to the principal rolling direction
r c
    >            (longitudinal orientation).                                                    .
transition temperature increases of 155 and 160 F, respectively, for specimens oriented perpendicular to the principal rolling direction
'(
s (transverse orientation), and 175 F and 180 F, respectively, for L ' _,
;j[
specimens oriented parallel to the principal rolling direction (longitudinal orientation).
l
l
                                                                                                  =3         m 0   Weld metal irradiated to 1.09 x 10 19 n/cm2 resulted in 30 and                 ' Id
=3 m
  ?
19 2
0 Weld metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm resulted in 30 and
' Id
?
50 ft-lb transition temperature inc ease of 290 and 300 F,
50 ft-lb transition temperature inc ease of 290 and 300 F,
                                                                                                    -t respectively.                                                                                 _
-t respectively.
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l[
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2 G       c   The average upper shelf energy of all the surveillance materials i{
l
remained above 50 ft-lbs, therebj providing adequate toughness for                         "
+
continued safe plant operation.
2 G
t                                                                                                         I 80928:1b-092684                                 1-1                                               -
c The average upper shelf energy of all the surveillance materials i{
                                                                                                            =_
remained above 50 ft-lbs, therebj providing adequate toughness for continued safe plant operation.
I- .           __                                  _ _ _ _ .          . -                                    --
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80928:1b-092684 1-1
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I-.


                                                                  ~
~
o   Comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the Palisades surveillance material with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1, shows that the weld metal transition temperature increase was greater than predicted, It   ;
o Comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the Palisades surveillance material with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1, shows that the weld metal transition temperature increase was greater than predicted, It is suspected that the relatively high nickel content cf the weld metal contributed to the greater than predicted transition cemperature increase experienced by the weld metal.
is suspected that the relatively high nickel content cf the weld metal contributed to the greater than predicted transition cemperature increase experienced by the weld metal.
i 5
i 5
1 2
12 r
r
.z it 80928:1b-092684 1-2 g
                                                                                        .z it 80928:1b-092684                       1-2                                   g


                                                                                                                    ~
SECTION 2
SECTION 2 INTRODUCTION This report presents the results of the examinations of Capsule T-330, a thermal surveillance capsule, and Capsule W-290, an irradiated surveillance capsule, removed from the Palisades reactor vessel during a Fall of 1983 outage. Throughout the operating life of the Palisades Nuclear Plant the thermal capsule, Capsule T-330, was located above the reactor core and was exposed only to the elevated temperature of reactor operation. Capsule W-290, the second irradiated surveillance capsule to be removed from the Palisades reactor vessel, is part of the continuing program which monitors the effects of neutron irradiation, on the encapsuiated materials, under actual operation conditions.
~
The Palisades nuclear reactor is a pressurized water reactor built by                                     -
INTRODUCTION This report presents the results of the examinations of Capsule T-330, a thermal surveillance capsule, and Capsule W-290, an irradiated surveillance capsule, removed from the Palisades reactor vessel during a Fall of 1983 outage. Throughout the operating life of the Palisades Nuclear Plant the thermal capsule, Capsule T-330, was located above the reactor core and was exposed only to the elevated temperature of reactor operation. Capsule W-290, the second irradiated surveillance capsule to be removed from the Palisades reactor vessel, is part of the continuing program which monitors the effects of neutron irradiation, on the encapsuiated materials, under actual operation conditions.
Combustion Engineering Inc. The surveillance program for the reactor pressure vessel was designed by Combustion Engineering Inc. to the requirements of ASTM E185-66. A complete description of the surveillance program has been reported by Combustion Engineering Inc.[1]       This report summarizes the testing of and postirradiation data obtained from Capsules T-330 and W-290 removed from the Palisades reacter vessel, and discusses the analysis of these data. The data are compared to the results of tests performed on unirradiated material as reported by Battelle Columbus Laboratories E              .
The Palisades nuclear reactor is a pressurized water reactor built by Combustion Engineering Inc.
r' 8092B:1b-102984                         2-1
The surveillance program for the reactor pressure vessel was designed by Combustion Engineering Inc. to the requirements of ASTM E185-66. A complete description of the surveillance program has been reported by Combustion Engineering Inc.[1]
This report summarizes the testing of and postirradiation data obtained from Capsules T-330 and W-290 removed from the Palisades reacter vessel, and discusses the analysis of these data.
The data are compared to the results of tests performed on unirradiated material E
as reported by Battelle Columbus Laboratories r'
8092B:1b-102984 2-1


=
=w f
w f                                                           SECTION 3 BACKGROUND m
SECTION 3 BACKGROUND m
n I
n I
g             The ability of the large steel pressure vessel containing the reactor core and its primary coolant to resist fracture constitutes an important factor in
g The ability of the large steel pressure vessel containing the reactor core and its primary coolant to resist fracture constitutes an important factor in
{             ensuring safety in the nuclear industry. The beltline region of the reactor
{
;              pressure vessel is the most critical region of the vessel because it is                       -
ensuring safety in the nuclear industry.
$              subjected to significant fast neutron bombardment. The overall effects of
The beltline region of the reactor pressure vessel is the most critical region of the vessel because it is subjected to significant fast neutron bombardment.
,              fast neutron irradiation on the mechanical properties of low alloy ferritic pressure vessel steels such as SA-302 (Modified) Grade B (base mate-ial of the Palisades reactor pressure vessel beltline) are well documented in the                   -:
The overall effects of fast neutron irradiation on the mechanical properties of low alloy ferritic pressure vessel steels such as SA-302 (Modified) Grade B (base mate-ial of the Palisades reactor pressure vessel beltline) are well documented in the f
f              literature. Generally, low alloy ferritic materials show an increase in
literature. Generally, low alloy ferritic materials show an increase in hardness and ten;ile properties and a decrease in ductility and teughness under certain conditions of irradiation.
.              hardness and ten;ile properties and a decrease in ductility and teughness                   .-
E-A method for performing analyses to guard against fast fracture in reactor 7
under certain conditions of irradiation.
pressure vessels has been presented in " Protection Again e Non-ductile
E-
{
;              A method for performing analyses to guard against fast fracture in reactor                 . . .
Failure," Appendix G to Section III of the ASME Boiler and Pressure Vessel
7 pressure vessels has been presented in " Protection Again e Non-ductile
[
{             Failure," Appendix G to Section III of the ASME Boiler and Pressure Vessel
Code.
[             Code. The method utilizes fracture mechanics concepts and is based on the reference nil-ductility temperature, RT NDT*                                             I The initial RT NDT is defined as the greater of either the drop weight E             ni,-ductility transition temperature (NDTT per ASTM E-208) or the temperature                       I 60 F less than the 50 ft lb (and 35-mil lateral expansion) temperature as                         ]
The method utilizes fracture mechanics concepts and is based on the reference nil-ductility temperature, RT I
l determined from Charpy specimens oriented normal (transverse) to the major                       - '
NDT*
working direction of the material.             The RT     f a given material is used to NDT                                         ,
The initial RT is defined as the greater of either the drop weight NDT E
f              index that material to a reference stress intensity factor curve (K7p curve) f             which appears in Appendix G of the ASME Code. The K                 curve is a lower
ni,-ductility transition temperature (NDTT per ASTM E-208) or the temperature I
            ^                                                                 IR                                i bound of dynamic, crack arrest, and static fracture toughness results obtained from several heats of pressure vessel steel. When a given material is indexed           '
60 F less than the 50 ft lb (and 35-mil lateral expansion) temperature as
l to the K yp curve, allowable stress intensity factors can be obtained for p                                                                                                      -- 'j this material as a function of temperature. Allowable operating limits car y
]
then be determined utilizing these allowable stress intensity factors, L
l determined from Charpy specimens oriented normal (transverse) to the major working direction of the material.
k-4
The RT f a given material is used to NDT f
{             80928:1b-102984                                   3-1
index that material to a reference stress intensity factor curve (K7p curve) f which appears in Appendix G of the ASME Code. The K curve is a lower IR i
^
bound of dynamic, crack arrest, and static fracture toughness results obtained from several heats of pressure vessel steel. When a given material is indexed l
to the K curve, allowable stress intensity factors can be obtained for
-- 'j p
yp this material as a function of temperature.
Allowable operating limits car then be determined utilizing these allowable stress intensity factors, y
L k-4
{
80928:1b-102984 3-1


                                ~
~
RTNDT and, in turn, the operating limits.of nuclear power plants can be
RTNDT and, in turn, the operating limits.of nuclear power plants can be
  ' ~
' ~
          ; adjusted;to~ account for the' effects.of radiation on the reactor vessel
; adjusted;to~ account for the' effects.of radiation on the reactor vessel
          .' material properties. 'Ths radiation
.' material properties. 'Ths radiation
* embrittlement or changes in mechanical-properties of.'a given reactor pressure vessel steel can be monitored by a .
* embrittlement or changes in mechanical-properties of.'a given reactor pressure vessel steel can be monitored by a.
reactor surveillance: program, in which a surveillance capsule is periodically removed from'the~ operating nuclear reactor and the encapsulated-specimens are-
reactor surveillance: program, in which a surveillance capsule is periodically removed from'the~ operating nuclear reactor and the encapsulated-specimens are-tested.. The increase in the average Charpy V-notch 30 ft-lb temperature-
:          tested. . The increase in the average Charpy V-notch 30 ft-lb temperature-
-(ARTNDT) due to irradiation is added,to the original RTNDT to adjust;the-initial +-
              -(ARTNDT) due to irradiation is added,to the original RTNDT to adjust;the-
'RT for. radiation embrittlement. -This-adjusted RTNDT (RTNDT NDT ARTNDT) is used~to indek the material to the KIR curve and, in turn, to set operating limits for the nuclear power plant which take into account the effects of irradiation on the reactor vesse' materials. _ RT can also be NDT adjusted by using radiation damage trend curves such as those identified in'-
            'RT                                                                initial +-
NDT for. radiation embrittlement. -This-adjusted RTNDT (RTNDT ARTNDT) is used~to indek the material to the KIR curve and, in turn, to             l set operating limits for the nuclear power plant which take into account the       l effects of irradiation on the reactor vesse' materials. _ RTNDT can also be adjusted by using radiation damage trend curves such as those identified in'-      -
NRC Regulatory Guide 1.99 Revision 1.
NRC Regulatory Guide 1.99 Revision 1.
L8092B:1b-102984                           3-2
L8092B:1b-102984 3-2
 
SECTION 4 DESCRIPTION OF PROGRAM Eight surveillance capsules for monitoring the effects of neutron exposure on the Palisades reactor pressure vessel core region material were inserted in the reactor vessel prior to initial plant startup.
Six of these capsules were positioned on the inner wall of the reactor vessel (" wall" capsules), while the other two capsules were positioned closer to the core, on the outer wall of the core support barrel (" accelerated" capsules).
Figure 4-1 shows the location of the various irradiation surveillance capsule assemblies within the Palisades pressure vessel.
Two surveillance capsules for monitoring the effects of operating temperature on the Palisades reactor pressure vessel material were also inserted prior to plant startup.
In Figure 4-1, note their location in relation to the reactor core.
Capsules T-330 and W-290 were removed af ter 4.975 effective full power years of plant operation.
Per reference (1), the Combustion Engineering description of the Palisades surveillance program, each of these capsules contained Charpy V-notch impact and tensile test specimens (Figure 4-2) from the intermediate shell course plate, from submerged arc weld metal representative of the core region of the reactor vessel, and from the weld heat affected zone (HAZ) material.
The chemistry of the surveillance materials, as reported by Combustion II)
Engineering
, are presen tec in Table 4-1.
The chemical analyses reported in Table 4-1 were obtained from unirradiated material used in the surveillarce program. The surveillance plate material was cut directly from the inter-mediate shell course plate, and thus received the same heat treatment.
The surveillance material received 1 3/4 hours interstage and 30 hours final heat, at 1150 + 25 F(1)
The base metal test materiai was fabricated from plate no. D-3803-1.
The weld metal test material was fabricated by welding together intermediate shell plate nos. D-3803-1 and D-3803-2.
The heat affected zone 00928:1b-102984 4-1 mmmm--mmmmme--mi mm m i
p i
i i i


SECTION 4 DESCRIPTION OF PROGRAM Eight surveillance capsules for monitoring the effects of neutron exposure on the Palisades reactor pressure vessel core region material were inserted in the reactor vessel prior to initial plant startup. Six of these capsules were                  .--
g.
positioned on the inner wall of the reactor vessel (" wall" capsules), while the other two capsules were positioned closer to the core, on the outer wall of the core support barrel (" accelerated" capsules). Figure 4-1 shows the location of the various irradiation surveillance capsule assemblies within the Palisades pressure vessel.
7 g
Two surveillance capsules for monitoring the effects of operating temperature on the Palisades reactor pressure vessel material were also inserted prior to plant startup. In Figure 4-1, note their location in relation to the reactor core.
n v
Capsules T-330 and W-290 were removed af ter 4.975 effective full power years of plant operation. Per reference (1), the Combustion Engineering description of the Palisades surveillance program, each of these capsules contained Charpy V-notch impact and tensile test specimens (Figure 4-2) from the intermediate shell course plate, from submerged arc weld metal representative of the core region of the reactor vessel, and from the weld heat affected zone (HAZ) material.
.t
The chemistry of the surveillance materials, as reported by Combustion Engineering II) , are presen tec in Table 4-1. The chemical analyses reported in Table 4-1 were obtained from unirradiated material used in the surveillarce program. The surveillance plate material was cut directly from the inter-mediate shell course plate, and thus received the same heat treatment. The surveillance material received 1 3/4 hours interstage and 30 hours final heat, at 1150 + 25 F(1)  .
~
The base metal test materiai was fabricated from plate no. D-3803-1. The weld metal test material was fabricated by welding together            '
m
intermediate shell plate nos. D-3803-1 and D-3803-2. The heat affected zone 00928:1b-102984                          4-1
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                          ,-                      mmmm--mmmmme--mi  mm m i p i i i i . .
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                                                                                                        ~
~
:          Itss'timatefidifwasfabricatedby).weldingitogetherinteriediateLshell.pla'tenos.
K0-3803-2 and D'-38'03-3.'; EIn:their! summary 1 report on Lthe1 Palisades surve'illance t
K0-3803-2 t and D'-38'03-3.'; EIn:their! summary 1 report on Lthe1 Palisades surve'illance
[prograEII)$ Combustion Engineering exp1dinsMat,the: root Velds,Mf both the:
[prograEII)$ Combustion Engineering exp1dinsMat,the: root Velds,Mf both the:
l                                                                                                         ~
l
weld and HAZis'u'rveillancetmaterial,i. vere manually' welded with' an 8018-E Class
~
    , .          13 }6d .(sotelthe~backgroove: area Lhighlidht'ed in Figure M3)M andt then chipped f                                               .
weld and HAZis'u'rveillancetmaterial,i. vere manually' welded with' an 8018-E Class 13 }6d.(sotelthe~backgroove: area Lhighlidht'ed in Figure M3)M andt then chipped f
                  'b1:k?after a givenjamount< of!faceLweld was established.1:The face welds /were.
'b1:k?after a givenjamount< of!faceLweld was established.1:The face welds /were.
                                                                                                                            ~
~
(made' by;a'submergsd'are: process, Luiing' alMIL-84felectrode andja simultaneous-
(made' by;a'submergsd'are: process, Luiing' alMIL-84felectrode andja simultaneous-
                                                    '        ~
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              '                        ~
~
1/16"'diameterfNickfl-200 wire fee'd.
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                  ' Alllthe plate test specimens ' represent _ma'terial_ takent at-lea'st one plateJ (thickne'ss from any water quenched edge.' cCharpy. specimens'weres machined from:     -
' Alllthe plate test specimens ' represent _ma'terial_ takent at-lea'st one plateJ (thickne'ss from any water quenched edge.' cCharpy. specimens'were machined from:
                                                            ~
s
                  ~ the plate!in both" the longitudinal _-.'(major axis' ofL specimen' is p'arallel t'o it'h'e -
~ the plate!in both" the longitudinal _-.'(major axis' ofL specimen' is p'arallel t'o it'h'e -
~
:principalJrolling' direction),and transverse-(major. axis offthe specimen is-
:principalJrolling' direction),and transverse-(major. axis offthe specimen is-
                                          ~
; perpendicular to)the principal rolling. direction)L orientations. Tensile
                  ; perpendicular to)the principal rolling. direction)L orientations. Tensile                                                           .
~
specimens iere machined from the plate with the major _ axis o'f the~ specimen.                 -
specimens iere machined from the plate with the major _ axis o'f the~ specimen.
parallel to the principalfrolling direction. Charpy V-notch and tensile                                                             .
parallel to the principalfrolling direction. Charpy V-notch and tensile specimen's from the hea 6affected zone ware. oriented with the-major axis of the-
                                                                                                                              ~
~
specimen's from the hea 6affected zone ware. oriented with the-major axis of the-                                                   .
. specimens transverse to.the welding direction. ' The root of the Charpy.
                  . specimens transverse to.the welding direction. ' The root of the Charpy.
specimen notches were centered'on the fusion line between the ' base metal:and weld metal. For the weld metal ~ specimens, the Charpy V-no'tch specimen's were oriented with the major axis of the' specimen transverse to the welding direction, while the tensile specimens were oriented ~with the major axis of the specimen parallel to the welding direction.
specimen notches were centered'on the fusion line between the ' base metal:and weld metal. For the weld metal ~ specimens, the Charpy V-no'tch specimen's were oriented with the major axis of the' specimen transverse to the welding direction, while the tensile specimens were oriented ~with the major axis of the specimen parallel to the welding direction.
The flux monitors were fabricated using six materials as neutron threshold-detectors -- uranium, sulfur, iron, nickel, copper and titanium. Two sets of                                     -
The flux monitors were fabricated using six materials as neutron threshold-detectors -- uranium, sulfur, iron, nickel, copper and titanium. Two sets of flux monitors were~ installed in each tensile-monitor compartment. One set of '
flux monitors were~ installed in each tensile-monitor compartment. One set of '
flux. monitors, consisting of the.six different materials, are used to
flux. monitors, consisting of the.six different materials, are used to
                  -determine the neutron spectrum. Each detector was placed inside a grooved'                                                               '
-determine the neutron spectrum. Each detector was placed inside a grooved' 1/8-inch. sheath of 304 stainless steel (plain quartz in the case of sulfur)-
1/8-inch. sheath of 304 stainless steel (plain quartz in the case of sulfur)-
which-is used to identify the material and'to facilitate handling. Cadmium covers were used for those materials which have competing thermal activities (i.e'.,_ uranium, nickel and copper). The second set of monitors is composed of
which-is used to identify the material and'to facilitate handling. Cadmium covers were used for those materials which have competing thermal activities (i.e'.,_ uranium, nickel and copper). The second set of monitors is composed of
                  ' iron wires placed inside a grooved 1/16-inch sheath of 304 stainless steel,
' iron wires placed inside a grooved 1/16-inch sheath of 304 stainless steel,
                  ~and-they. serve to evaluate the flux attenuation through the thickness of the
~and-they. serve to evaluate the flux attenuation through the thickness of the
        ~
~
Charpy specimen.
Charpy specimen.
80928:1b-102984                                   4-2
80928:1b-102984 4-2


7                       4.; -                         nw -
7 4.; -
                                                                                                                                                      +         .
nw -
=:: q L                       ,
+
,                                    ,                  - ;c                                                                     ,~                                                              c.
=:: q L
                                                            ,                                         ., av
- ;c c.
                                            ~
,~
                                                                          . n',                                             .
., av n',
                                          .i     '7 x             , j I,ll
.i x
                                                                                    +
, j I,ll
                                                                                                                                                  .g   .
+
: n. i ' -                   . j'-         ,
~
                        ..sc           -
'7
(Thitemperatiire monitor asseinblies' consist'of' four separate m'onito'rs, each of:.
.g
                        -laidifferent .compo               s ition an'd thu's~ having"a;different) melting point ' ,The four :                                     -
: n. i ' -
. j'-
..sc (Thitemperatiire monitor asseinblies' consist'of' four separate m'onito'rs, each of:.
s
-laidifferent.compo ition an'd thu's~ having"a;different) melting point ',The four :
alloys andlthAirJmel'tingjpointscare:
alloys andlthAirJmel'tingjpointscare:
s d             , , -                                        ,            .
s d
                                ;92.5% Pb,SS.0% Snp2.5% Ag':   _
;92.5% Pb,SS.0% Snp2.5% Ag':
1 Melting Pointiof 536*F'                           ,
1 Melting Pointiof 536*F'
f                        -90.0% Pb, 5.0% Sn, 5.0% Ag.
-90.0% Pb, 5.0% Sn, 5.0% Ag.
Ekelting Point of.558'Fi 4 97.5%-Pb,2.5%Ag(-                                  -
Ekelting Point of.558'Fi 4 f
Melting' Point'of.580'F' 97.5%Pbf0.75%.~Sn,[1.75%-Ag-                                                                     Melting ' Point fof. 590'F.:                             _
97.5%-Pb,2.5%Ag(-
c 4 ,
Melting' Point'of.580'F' 97.5%Pbf0.75%.~Sn,[1.75%-Ag-Melting ' Point fof. 590'F.:
c 4,
e-i 4
e-i 4
0 4
0 4
p                                                                                                             .
p 1..
1 ..                                                                                                                                                                      .
: 80928:1b-091284 --
: 80928:1b-091284 --                                                                     '4-3 <                             .
'4-3 <
          ,-              .u yy             9                                 - - _ . ~     4             g                     , . - -                                                    , , ~. ,               e
.u yy 9
- - _. ~
4 g
, ~.,
e


i .    .
i.
TABLE 4-1 CHEMICAL COMPOSITION OF THE                               .
TABLE 4-1 CHEMICAL COMPOSITION OF THE PALISADES REACTOR VESSEL SURVEILLANCE MATERTALS
PALISADES REACTOR VESSEL SURVEILLANCE MATERTALS                                   ~
~
Chemical Composition (WT-%)
Chemical Composition (WT-%)
(Combustion Engineering Analyses (I))
(Combustion Engineering Analyses (I))
Base                                   HAZ Weld           Weld Material,(8)                               Material (b)     Metal I6)
Base HAZ Weld Weld I6)
Plate     Plate         Plate Element   0-3803-1   0-3803-2     0-3803-3 Root     Face     Root     Face         -
Material,(8)
Si          .23         .32           .24       .24         .25     .25       .22 5           .019       .021         .020     .009       .010   .010       .010 P           .011       .012         .010     .011       .012   .011       .011
Material (b)
                                                                                                ~
Metal Plate Plate Plate Element 0-3803-1 0-3803-2 0-3803-3 Root Face Root Face Si
Mn         1.55       1.43           1.56     1.08       1.03   1.01       1.02 C           .22         .23           .21       .098         .080   .088       .086 Cr         .13         .42           .13       .05         .04   .05       .03 Ni         .53       .55           .53       .43       1.28     .63       1.27 Mo         .58         .58           .59       .54         .53     .55       .52 Al         .037       .022         .037     Nil         Nil   Nil       Nil V           .003       .003         .003     Nil         Nil   Nil       Nil
.23
                                                                                                ~
.32
Cu          .25         .25           .25       .25         .20   .26       .22 (a) Used to fabricate base metal test specimens.
.24
.24
.25
.25
.22 5
.019
.021
.020
.009
.010
.010
.010 P
.011
.012
.010
.011
.012
.011
.011 Mn 1.55 1.43 1.56 1.08 1.03 1.01 1.02
~
C
.22
.23
.21
.098
.080
.088
.086 Cr
.13
.42
.13
.05
.04
.05
.03 Ni
.53
.55
.53
.43 1.28
.63 1.27 Mo
.58
.58
.59
.54
.53
.55
.52 Al
.037
.022
.037 Nil Nil Nil Nil V
.003
.003
.003 Nil Nil Nil Nil Cu
.25
.25
.25
.25
.20
.26
.22
~
(a) Used to fabricate base metal test specimens.
(b) Fabricated by welding plate D-3803-2 to plate D-3803-3.
(b) Fabricated by welding plate D-3803-2 to plate D-3803-3.
(c) Fabricated by welding plate D-3803-1 to plate D-3803-2.
(c) Fabricated by welding plate D-3803-1 to plate D-3803-2.
                                                                                                  ^
^
8092B:1b-092684                             4-4
8092B:1b-092684 4-4


        %g                                                                       Wall g                                                                       W-94
%g Wall g
W-94
=
=
Reactor Vessel                                                           Well Core Support Serrel                     M \\kk Com Shroud                                       qA                     w.110 a             i t                                     j g
Reactor Vessel Well Core Support Serrel M \\\\kk Com Shroud qA w.110 a
                                                                        \     -
i t
u es\         ,.
\\
l l                        -lmIzz N
es\\u j g l
Wall x
l
no W.,
-lmIzz N
                                        \       _        _
Wall no x
        **'ko                           M \\\\\\\\ W                           Ebo Plan View Com               ,
W.,
Accelerated Support                                                                 Capsule gecret                                                                 Assembly Thermal Capsule
\\
                              ,                                                  Assembly xxxxs s # s. sxxxxxxss' neactor vessel Elevation Wall Capsule Assembly Figure 4-1 Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades Reactor Vessel 8092B:1b-091284                               4-5
**'ko M \\\\\\\\\\\\\\\\ W Ebo Plan View Com Accelerated Support Capsule gecret Assembly Thermal Capsule Assembly xxxxs s # s.
sxxxxxxss' neactor vessel Elevation Wall Capsule Assembly Figure 4-1 Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades Reactor Vessel 8092B:1b-091284 4-5


i
i Capsule W-290-Capsule T-330 ro 6
* Capsule W-290-           Capsule T-330 ro                       6   i Ccmpartreat 1: HAZ           Comparteent 1: HA2 E                           y                                                             Tensile                     Tensile
i Ccmpartreat 1: HAZ Comparteent 1: HA2 E
* I.D. #1A14                 I.D. 81C14
y Tensile Tensile Wedge Coupling Assembly I.D. #1A14 I.D. 81C14 2
* Wedge Coupling Assembly                                                              ,
'J 2: HAZ 2: HAZ Extension AsserblY Irpact Impact i.D. elA24 I.D. #1C24 Tensile-Monitor C:xartment 3: Base (T) 3: Base (T) s Impact Impact
2 J
=
2: HAZ                       2: HAZ         .
sI I.D. #1A32 1.0. #1C32 4: Base (L) 4: Base (L) s Tensile Tensile Charpy Impact Compa.trarts g g,gg4l g g,gg4l ab
* Extension AsserblY                         Irpact                     Impact i.D. elA24                 I.D. #1C24 Tensile-Monitor C:xartment                                                                     3: Base (T)                 3: Base (T) s                                                           Impact                       Impact             =
{3 5: Base (L) 5: Base (L)
sI                                                             I.D. #1A32                   1.0. #1C32 s                                                          4: Base (L)                 4: Base (L)
N Impa::t Impact Tensile-Monitor Compartment N
Tensile                     Tensile
!.D. #1A51
                            '                >  Charpy Impact Compa.trarts                 g g ,gg4l                   g g ,gg4l a
.I.D. #1C51 s
b                            '
s l
5: Base (L)                 5: Base (L)
l 6: Weld 6: Weld Imp 4Ct jmpact I.D. #1A63 I.D. #1C63 s,
Tensile-Monitor      {3 N             .                                                Impa::t                     Impact Compartment N                                                                       !.D. #1A51                 .I.D. #1C51 s
Charpy impac! Ccacarteents s ;
s     l l
7: Weld 7: Weld Tensilo' Tensile l.D. eiA73 I.D. #1C73 s
6: Weld                     6: Weld Imp 4Ct                     jmpact I.D. #1A63                   I.D. #1C63 s,
s;
* Charpy impac! Ccacarteents
                                '                                                    7: Weld                     7: Weld Tensilo'                     Tensile l.D. eiA73                   I.D. #1C73 s
Ten sile-Hon'. tcr Compartment D
Ten sile-Hon'. tcr Compartment D
si l
si l
Line 459: Line 626:
gl
gl


n                                                   .
n s,
s, d
d G
G s~                                                                                                      8d E                         =
s 8d E
              $               =                                                                                               p Mih_3'*ek-            -
=
m                   /v 5
~$
sd b           Face weld                         root             Face weld -%Q6 },Q v                       i                   \                 u e                                                                           e                                   p wiAIL WELD Proc,                         -
=
0-W B -2966 A-112-o                               "
Mih_3'*ek p
sil!        \        u          iBACRGRo0VE 23 16 R\                               ToSOUNP MEM.
m
E TYP.                                   4 WELD.
/v 5
SECTlO\'A-A'/8;7 SCALE                             3 #a l'-O' Figure 4-3 Palisades Weld Metal Surveillance Test Material Fabrication (From C-E                                 ,
sd b
f)rawing No. C-245-321-1)
Face weld root Face weld -%Q6 },Q v
i
\\
u e
p e
wiAIL WELD Proc, 0-sil!
\\
u iBACRGRo0VE W B -2966 A-112-o 23 16 R\\
ToSOUNP MEM.
E TYP.
4 WELD.
SECTlO\\'A-A'/8;7 SCALE 3 a l'-O' Figure 4-3 Palisades Weld Metal Surveillance Test Material Fabrication (From C-E f)rawing No. C-245-321-1)


                                                                                                ~
~
                                                                                                  -i rm E
-i r
                                                                                                  -2_
m E
-2_
W 1_
W 1_
SECTION 5                                                 J TESTING OF SPECIMENS FROM CAPSULES T-330 AND W-290                             i 1
SECTION 5 J
w.
TESTING OF SPECIMENS FROM CAPSULES T-330 AND W-290 i
5-1. OVERVIEW
1 w.
                                                                                                  #r The postirradiation mechanical testing of the thermal and irradiated capsules'               4 Charpy V-notch and tensile specimens was performed at the Westinghouse                       $
5-1.
Research and Development Laboratory, with consultation by Westinghouse Nuclear                 1
OVERVIEW
#r The postirradiation mechanical testing of the thermal and irradiated capsules' 4
Charpy V-notch and tensile specimens was performed at the Westinghouse Research and Development Laboratory, with consultation by Westinghouse Nuclear 1
=
=
Energy Systems personnel. Testing was performed in accordance with 10CFR50,                   h2 Appendices G and H, ASTM Specification E185-82 and Westinghouse Procedures RMFs 8402-0, 8102-0, and 8103-0.
Energy Systems personnel.
Y Upon receipt of the capsules at the laboratory, they were opened in accordance                 lg with Westinghouse Procedure RMF 8404-0.               The specimens and spacer blocks were   y' carefully removed, inspected for identification number, and checked against                       s the master list in C-E's summary report.[1] No discrepancies were found.                       ^*
Testing was performed in accordance with 10CFR50, h
2 Appendices G and H, ASTM Specification E185-82 and Westinghouse Procedures RMFs 8402-0, 8102-0, and 8103-0.
Y Upon receipt of the capsules at the laboratory, they were opened in accordance lg with Westinghouse Procedure RMF 8404-0.
The specimens and spacer blocks were y'
carefully removed, inspected for identification number, and checked against s
the master list in C-E's summary report.[1] No discrepancies were found.
^*
S"
S"
                                                                                                      =
=
Examination of the four types of low-melting (536, 558, 580 and 590 F) alloys indicated no melting of any of the thermal monitors.                                           [
Examination of the four types of low-melting (536, 558, 580 and 590 F) alloys indicated no melting of any of the thermal monitors.
f a
[
Samples of both the surveillance capsule plate and weld metal materials were                       ;
fa Samples of both the surveillance capsule plate and weld metal materials were chemically analyzed for the elemental content of Cr, Cu, Mn, Mo, and Ni (by an emission spectroscopy inductively coupled plasma method), and for P and Si eT (through wet analysis techniques).
chemically analyzed for the elemental content of Cr, Cu, Mn, Mo, and Ni (by an                     ''
i f
emission spectroscopy inductively coupled plasma method), and for P and Si                       e T
The Charpy impact tests were performed per ASTM Specification E23-82 and RMF
(through wet analysis techniques).                                                                 i f
_r Procedure 8103 on a Tinius-Olsen Model 74, 359J machine.
The Charpy impact tests were performed per ASTM Specification E23-82 and RMF                     _r Procedure 8103 on a Tinius-Olsen Model 74, 359J machine. The tup (striker) of
The tup (striker) of
_l([
_l([
the Charpy machine is instrumented with an Effects Technology Model 500                           }
the Charpy machine is instrumented with an Effects Technology Model 500
instrumentation system. With this system, load-time and energy-time signals                   I can be recorded in addition to the standard measurement of Charpy energy                       [
}
(ED ). From the load-time curve, the load of general yielding (Pgy), the                         h time to general yielding (tGY), the maximum load (P             M ). and the time to           f maximum load y(t ) can be determined. Under some test conditions, a sharp drop in load inoicative of fast fracture was observed. The load at which fast
instrumentation system. With this system, load-time and energy-time signals I
can be recorded in addition to the standard measurement of Charpy energy
[
(E ).
From the load-time curve, the load of general yielding (Pgy), the h
D time to general yielding (tGY), the maximum load (P ). and the time to f
M maximum load (t ) can be determined. Under some test conditions, a sharp
{
{
A_
y drop in load inoicative of fast fracture was observed.
The load at which fast A_
r E
r E
80928:1b-102984                                   5-1                                       T
80928:1b-102984 5-1 T


' fracture was initiated is identified as the fast fracture load (Pp), and the load at which fast fracture terminated is identified as the arrest load (PA )*
' fracture was initiated is identified as the fast fracture load (P ), and the p
The energy at maximum Iced (E   M
load at which fast fracture terminated is identified as the arrest load (P )*
                                    ) was determined by comparing the energy-time record and the load-time record. The energy at maximum load is roughly equivalent to the energy required to initiate a crack in the specimen.
A The energy at maximum Iced (E ) was determined by comparing the energy-time M
.Therefore, the propagation energy for the crack (E   p
record and the load-time record.
                                                          ) is the difference between the total energy to fracture (E )D and the energy at maximum load.               -
The energy at maximum load is roughly equivalent to the energy required to initiate a crack in the specimen.
The yield stress (cy) is calculated from the three point bend formula. The flow stress is calculated from the average of the yield and maximum loads, also using the three point bend formula.
.Therefore, the propagation energy for the crack (E ) is the difference p
Percentage shear was ' determined from postfracture photographs using the ratio-of-areas m thods in compliance with ASTM Specification A370-77. The lateral expansion was measured using a dial gage rig similar to that shown in the same specification.
between the total energy to fracture (E ) and the energy at maximum load.
Tension tests were performed on a 20,000 pound Instron, split-console test machine (Model 1115) per ASTM Specifications E8-83 and E21-79, and RMF Procedure 8102. All pull rods, grips, and pins were made of Inconel 718 hardened to Rc45. The upper pull rod was connected through a universal joint to improve axiality of loading. The tests were conducted at a constant               :
D The yield stress (cy) is calculated from the three point bend formula.
crosshead speed of 0.05 inch per minute throughout the test.
The flow stress is calculated from the average of the yield and maximum loads, also using the three point bend formula.
Percentage shear was ' determined from postfracture photographs using the ratio-of-areas m thods in compliance with ASTM Specification A370-77.
The lateral expansion was measured using a dial gage rig similar to that shown in the same specification.
Tension tests were performed on a 20,000 pound Instron, split-console test machine (Model 1115) per ASTM Specifications E8-83 and E21-79, and RMF Procedure 8102. All pull rods, grips, and pins were made of Inconel 718 hardened to Rc45. The upper pull rod was connected through a universal joint to improve axiality of loading. The tests were conducted at a constant crosshead speed of 0.05 inch per minute throughout the test.
Deflection measurements were made with a linear variable displacement transducer (LVDT) extensometer. The extensometer knife edges were spring-loaded to the specimen and operated through specimen failure. The extensometer guge length is 1.00 inch. The extensometer is rated as Class B-2 per ASTM E83-67.
Deflection measurements were made with a linear variable displacement transducer (LVDT) extensometer. The extensometer knife edges were spring-loaded to the specimen and operated through specimen failure. The extensometer guge length is 1.00 inch. The extensometer is rated as Class B-2 per ASTM E83-67.
Elevated test temperatures were obtained with a three-zone electric resistance split-tube furnace with a 9-inch hot zone. All tests were conducted in air.
Elevated test temperatures were obtained with a three-zone electric resistance split-tube furnace with a 9-inch hot zone. All tests were conducted in air.
Because of the difficulty in remotely attaching a thermocouple directly to the specimen, the following procedure was used to monitor specimen temperature.
Because of the difficulty in remotely attaching a thermocouple directly to the specimen, the following procedure was used to monitor specimen temperature.
8092B:1b-102984                         5-2
8092B:1b-102984 5-2


r-   '
r-R '
R '
Chromel-alumel thermocouples were inserted in shallow holes in the center an'd each end of the gage section of a dummy specimen and in each grip.
Chromel-alumel thermocouples were inserted in shallow holes in the center an'd     -
In test.
each end of the gage section of a dummy specimen and in each grip. In test.
. configuration, with a slight load on the specimen, a plot of specimen temperature versus upper and lower grip and controller temperatures was developed over the range room temperature to 550'F (288'C).
  . configuration, with a slight load on the specimen, a plot of specimen temperature versus upper and lower grip and controller temperatures was developed over the range room temperature to 550'F (288'C). The upper grip was used to control the furnace temperature. During.the actual testing the grip temperatures were used to obtain desired specimen temperatures.
The upper grip was used to control the furnace temperature. During.the actual testing the grip temperatures were used to obtain desired specimen temperatures.
Experiments indicated that this method is accurate to plus or minus 2*F.
Experiments indicated that this method is accurate to plus or minus 2*F.
The yield load, ultimate load, fracture load, total elongation, and uniform elongation were determined directly from the load-extension curve. The yield strength, ultimate strength, and fracture strength were calculated using the original cross-sectional area.- The final diameter and final gage length were determined from postfracture photographs. The fracture area used to calculate t'e h fracture stress (true stress at fracture) and percent reduction in area was computed using the final diameter measurement.
The yield load, ultimate load, fracture load, total elongation, and uniform elongation were determined directly from the load-extension curve.
5-2. THERMAL MONITOR MELTING Due to the lack of thermal monitor melting, questions arose as to whether the Palisades reactor was operating at a lower than design temperature, or whether the thermal monitor melting points were other than had been specified. To answer thie, a system, consisting of a troughed brass block resting on a hot plate, was rigged for melting the capsule thermal monitors. A thermocouple was placed in the trough with the monitor wire, and upon gradual heating the               ,
The yield strength, ultimate strength, and fracture strength were calculated using the original cross-sectional area.- The final diameter and final gage length were determined from postfracture photographs.
temperature of visually observable melting was noted. To prevent oxide formation from visually concealing the point of monitor melting, the monitors were coated with flux.
The fracture area used to calculate t'e fracture stress (true stress at fracture) and percent reduction in area h
Prior to testing the Palisades thermal monitors, controls were run of calibrated Westinghouse thermal monitors. Two Palisades thermal monitors (536 ard 590*F) (from capsule T-330) were then tested. The 590 F monitor melted at its rated temperature. The 536*F monitor melted only upon reaching 572*F, which indicates that the 536*F monitor has a much higher melting point and therefore is not truly a 536*F monitor. A 558'F monitor from capsult W-290 was then tested and resulted in a melting temperature of 590*F. Based on 80928:1b-102984                         5-3
was computed using the final diameter measurement.
5-2.
THERMAL MONITOR MELTING Due to the lack of thermal monitor melting, questions arose as to whether the Palisades reactor was operating at a lower than design temperature, or whether the thermal monitor melting points were other than had been specified. To answer thie, a system, consisting of a troughed brass block resting on a hot plate, was rigged for melting the capsule thermal monitors. A thermocouple was placed in the trough with the monitor wire, and upon gradual heating the temperature of visually observable melting was noted. To prevent oxide formation from visually concealing the point of monitor melting, the monitors were coated with flux.
Prior to testing the Palisades thermal monitors, controls were run of calibrated Westinghouse thermal monitors.
Two Palisades thermal monitors (536 ard 590*F) (from capsule T-330) were then tested. The 590 F monitor melted at its rated temperature. The 536*F monitor melted only upon reaching 572*F, which indicates that the 536*F monitor has a much higher melting point and therefore is not truly a 536*F monitor. A 558'F monitor from capsult W-290 was then tested and resulted in a melting temperature of 590*F. Based on 80928:1b-102984 5-3


                                                                          ^= -                  -
r;m n>, n. m sy..,
7 r;m n> , n. m sy. .,
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                                                                                                                    -1 E              these- test results' it 'cppearsEth'at a mixup' int monitors occurred during thel l
-1 l
these-test results' it 'cppearsEth'at a mixup' int monitors occurred during thel E
1
1
  ?         finitialloadingofthe.capsu'les~andTthereforea'reliableestimateof.thei-
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                                                                                                                    ]
finitialloadingofthe.capsu'les~andTthereforea'reliableestimateof.thei-
                                                                                    ~
{ capsule. temperature canno't be determined' from1the. thermal 1 monitors.1
{ capsule. temperature canno't be determined' from1the . thermal 1 monitors.1 1
]
5-3.:! CHEMICAL' ANALYSIS-                                                       . _ .
~
Chemicalanalyses.wereperformedonfracturedCharpyiV-notchspecimensin T                                                -
1 5-3.:! CHEMICAL' ANALYSIS-T Chemicalanalyses.wereperformedonfracturedCharpyiV-notchspecimensin c order to. confirm the chemical _ composition-of'the surveillance plate and weld:
c order to. confirm the chemical _ composition-of'the surveillance plate and weld:                     j materials.~' The chemical . analysis results are summarized in Table:5-1. The.                         i
j materials.~' The chemical. analysis results are summarized in Table:5-1. The.
                                ~
i
                          ~
~
~
most notable 1 feature of-'these analyses. is the great' variance measured in the:
most notable 1 feature of-'these analyses. is the great' variance measured in the:
1 nickel; content, specifically from .95 to 1.60 wt. %. -From the high' nickel content, it1is evident that a Nickel-200' addition was'ma'de to the surveillance
nickel; content, specifically from.95 to 1.60 wt. %. -From the high' nickel 1
content, it1is evident that a Nickel-200' addition was'ma'de to the surveillance
: weldment, and from the~ nickel variances observed it c'an be concluded thati the.
: weldment, and from the~ nickel variances observed it c'an be concluded thati the.
rate' f. Nickel-200' addition was varied during welding.
rate' f. Nickel-200' addition was varied during welding.
5-4.       CHARPY V-NOTCH IMPACT TEST RESULTS Capsule T-330:
5-4.
CHARPY V-NOTCH IMPACT TEST RESULTS Capsule T-330:
The results of the Charpy V-notch-impact tests performed on the various materials contained in Capsule T-330, the thermal capsule,' are presented in
The results of the Charpy V-notch-impact tests performed on the various materials contained in Capsule T-330, the thermal capsule,' are presented in
                                                                                            ~
~
Tables 5-2 through 5-9 and Figures 5-1 th' rough 5-4. From the Charpy V-notch
Tables 5-2 through 5-9 and Figures 5-1 th' rough 5-4.
              . plots based on'best engineering judgement it appears that the weld and heat-affected zone metals have experienced a 60 to 70*F shif t in the ductile:
From the Charpy V-notch
. plots based on'best engineering judgement it appears that the weld and heat-affected zone metals have experienced a 60 to 70*F shif t in the ductile:
to brittle transition temperatures due to exposure to elevated temperature,-
to brittle transition temperatures due to exposure to elevated temperature,-
but no decrease in upper shelf energy.
but no decrease in upper shelf energy.
The fracture appearance of each Charpy specimen from the varicus materials is
The fracture appearance of each Charpy specimen from the varicus materials is
                              ~
~
shown in Figures 5-5 through 5-8, and show an increasing ductile or tougher
shown in Figures 5-5 through 5-8, and show an increasing ductile or tougher
              . appearance with increasing test temperature.
. appearance with increasing test temperature.
A typical instrumented Charpy curve, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is presented in Figure 5-9.
A typical instrumented Charpy curve, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is presented in Figure 5-9.
T:
T :
            ~8092B;1b-102984-                                 5-4
~8092B;1b-102984-5-4


l Capsule W-290:
l Capsule W-290:
The results of the Charpy V-notch impact tests performed on the various                     -
The results of the Charpy V-notch impact tests performed on the various 19 2
materials contained in Capsule W-290, irradiated at 1.09 x 10 19 n/cm2 , are presented in Tables 5-10 through 5-17 and Figures 5-10 through 5-13. A summary of the transition temperature increases and upper shelf energy decreases for the Capsule W-290 material is shown in Table 5-18.
materials contained in Capsule W-290, irradiated at 1.09 x 10 n/cm, are presented in Tables 5-10 through 5-17 and Figures 5-10 through 5-13.
Irradiation of the vessel ~ intermediate shell course plate D-3803-1 (transverse 19 orientation) to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-10) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 155 and 160*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 18 ft-lb. Irradiation of the vessel intermediate shell plate material (longitudinal orientation) to 1.09 x 10 19 n/cm 2 (Figure 5-11) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of   . .
A summary of the transition temperature increases and upper shelf energy decreases for the Capsule W-290 material is shown in Table 5-18.
175 and 180*F, respectively, and an' upper shelf energy decrease of 43 ft-lb.
Irradiation of the vessel ~ intermediate shell course plate D-3803-1 (transverse 19 orientation) to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-10) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 155 and 160*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 18 ft-lb.
Weld metal irradiated to 1.09 x 10 19 n/cm2 (Figure 5-12) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 290 and 300*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 54 ft-lb.
Irradiation of the vessel intermediate 19 2
Weld HAZ metal irradiated to 1.09 x 10 19 n/cm2 (Figure 5-13) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 235 and 245 F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 44 ft-lb.
shell plate material (longitudinal orientation) to 1.09 x 10 n/cm (Figure 5-11) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 175 and 180*F, respectively, and an' upper shelf energy decrease of 43 ft-lb.
19 Weld metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-12) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 290 and 300*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 54 ft-lb.
19 Weld HAZ metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-13) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 235 and 245 F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 44 ft-lb.
The fracture appearance of each irradiated Charpy specimen from the various materials is shown in Figures 5-14 through 5-17 and show an increasing ductile or tougher appearance with increasing test temperature.
The fracture appearance of each irradiated Charpy specimen from the various materials is shown in Figures 5-14 through 5-17 and show an increasing ductile or tougher appearance with increasing test temperature.
Figure 5-18 shows a comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the various Palisades surveillance materials with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1.[3]
Figure 5-18 shows a comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the various Palisades surveillance materials with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1.[3]
80928:1b-102984                                             5-5
80928:1b-102984 5-5


E r
E r
1
1
(
(
A-     The regulatory curves used for comparison were developed from the average copper and phosphorus contents (averages of the analyses presented in Tables F-     4-1 and 5-1) of plate 0-3803-1 and the weld metal. This comparison shows that the plate transition temperature increases resulting from irradiation to 1.09 19 n/cm 2 are less than predicted by the Guide for plate D-3803-1. The x 10 I                                                                           19 7     weld metal transition temperature increase resulting from 1.09 x 10 i   n/cm is greater than predicted by the Guide. This can be explained by the high nickel content of the weld metal. It is widely recognized today that j     nickel has a profound effect upon the irradiation damage of reactor vessel materials, whereas the current revision of Regulatory Guide 1 99 does not i      incorporate this iniportant variable.
A-The regulatory curves used for comparison were developed from the average copper and phosphorus contents (averages of the analyses presented in Tables F-4-1 and 5-1) of plate 0-3803-1 and the weld metal.
G   5-5. TENSION TEST RESULTS S
This comparison shows that the plate transition temperature increases resulting from irradiation to 1.09 19 2
x 10 n/cm are less than predicted by the Guide for plate D-3803-1.
The I
19 7
weld metal transition temperature increase resulting from 1.09 x 10 i
n/cm is greater than predicted by the Guide. This can be explained by the high nickel content of the weld metal.
It is widely recognized today that j
nickel has a profound effect upon the irradiation damage of reactor vessel materials, whereas the current revision of Regulatory Guide 1 99 does not incorporate this iniportant variable.
i G
5-5.
TENSION TEST RESULTS S
Capsule T-330:
Capsule T-330:
I The results of the thermal capsule tension tests performed on plate D-3803-1
I The results of the thermal capsule tension tests performed on plate D-3803-1
=
=
(longitudinal orientation) and weld metal are shown in Table 5-19 and Figures
(longitudinal orientation) and weld metal are shown in Table 5-19 and Figures 5-19 and 5-20, respectively.
    ;    5-19 and 5-20, respectively. These results show that the thermal environment
These results show that the thermal environment
  ?     produced little change in the 0.2 percent yield strength of the plate and welo 7       material. Fractured tension specimens for each of the materials are shown in
?
]       Figures 5-22 through 5-24. A typical stress-strain curve for the tension c_     specimens, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is E   shown in Figure 5-25.
produced little change in the 0.2 percent yield strength of the plate and welo 7
material. Fractured tension specimens for each of the materials are shown in
]
Figures 5-22 through 5-24.
A typical stress-strain curve for the tension c_
specimens, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is E
shown in Figure 5-25.
Capsule W-290.
Capsule W-290.
y_
y_
  'F f
'Ff The results of the irradiated capsule tension tests performed on plate Io D-3803-1 (longitudinal orientation) and weld metal irradiated to 1.09 x 10 -
The results of the irradiated capsule tension tests performed on plate Io D-3803-1 (longitudinal orientation) and weld metal irradiated to 1.09 x 10 -
f n/cm are show in Table 5-20 and Figures 5-25 and 5-27, resoectively.
f   n/cm are show in Table 5-20 and Figures 5-25 and 5-27, resoectively. These         -
These results show that irradiation produced an increase in the 0.2 percent yield strength of approximately 20 ksi for plate D-3803-1 and of approximately 30 l
results show that irradiation produced an increase in the 0.2 percent yield strength of approximately 20 ksi for plate D-3803-1 and of approximately 30 ksi f or the weid metal . Fractured tension specimens for each of the materials l
ksi f or the weid metal. Fractured tension specimens for each of the materials are shown in Figures 5-29 through 5-31.
are shown in Figures 5-29 through 5-31.
1
1


g       -
g t
t I
TA8L'E 5-l' Results'of Chemical Analyses Performed on-Palisades
TA8L'E 5-l' Results'of Chemical Analyses Performed on-Palisades
                                              -Charpy V notch Specimens:(WT-%)-
-Charpy V notch Specimens:(WT-%)-
                    !Charpy Specimen                 Cr     :Cu-         Mn. No         Ni   'P-     Si 37C (Weld Metal.               .050'   .25U     1.28=     .51-     -1.60- . 0'13 . i20-341 (Weld Metal):             .056.     .30     1.20-     .52       1.38- .014       .25-
!Charpy Specimen Cr
:460 (Weld Metal Portion of HAZ-Specimen).                     .050     .26     1.22       .47       1.19 .015:     .24 46E (Weld Metal Portion of HAZ Specimen)-                     .050     .25     1.09       ,45     0.95 .014     - .19-
:Cu-Mn.
                    -22J (Plate D-3803-1)           .11       .24     1.66-     . 4 5. 0.53 .005.     .20 25J (Plate D-3803'1).
No Ni
                                                    .11     . 24     1.61     -.45       0.52 .004     . 24 ~
'P-Si 37C (Weld Metal.
.050'
.25U 1.28=
.51-
-1.60-
. 0'13.
i20-341 (Weld Metal):
.056.
.30 1.20-
.52 1.38-
.014
.25-
:460 (Weld Metal Portion of HAZ-Specimen).
.050
.26 1.22
.47 1.19
.015:
.24 46E (Weld Metal Portion of HAZ Specimen)-
.050
.25 1.09
,45 0.95
.014
-.19-
-22J (Plate D-3803-1)
.11
.24 1.66-
. 4 5.
0.53
.005.
.20 25J (Plate D-3803'1).
.11
. 24 1.61
-.45 0.52
.004
. 24 ~
4 l
4 l
l 80928:1b-091984                                 5                                                             ,
l 80928:1b-091984 5,


bf ;_;'                      '
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                                        .YI
.YI i
        '                                  i                     ,        ,
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er a.
~
  ~
a.
                                                                      -TABLE 5-2;
-TABLE 5-2; CAPSULE T-330,1THERNAL' CAPSULE-
                .                                          CAPSULE T-330,1THERNAL' CAPSULE-
~
                                      ~
CHARPY-V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES :
CHARPY-V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES :
:INTERMEDIATESHELLPLATE.D-3803-1l-(TRANSVERSEORIENTATION) .
:INTERMEDIATESHELLPLATE.D-3803-1l-(TRANSVERSEORIENTATION).
                            . Sample - Temperature'                 Impact Energy-       Later 1 Expansion         Shear-No.       -
. Sample - Temperature' Impact Energy-Later 1 Expansion Shear-No.
(*F)                 _(ft-lb)                 (mils);             -(%)     j l
(*F)
                                  '22M          ~- 75                         5                 '6.5                   -5 22L~-         -25                       13                 18                       10:   - '
_(ft-lb)
                                  -22J'             25                       28                 20 -:                   26'
(mils);
                                -22E-             50                       47-                 42.5                     47:
-(%)
21L             60                   148-                   47.5                 .45-22B-           .77                       79                 58                       50-22C           100                       71                 60-                     56 21J           150'                       82                 64.5                     78 21K,           200                     112                   -78                   '100
j l
                                -220             250                       92                   74                   100 22K           300                     117                   80                   100-21M           400                     110                     78                   100
~ 75 5
                      '8092B:1b-091984:                                       5-8 e ,, ,.-                    ee     -   -
'6.5
                                                                                                      = -m,*-- .,
- 5
'22M 22L~-
-25 13 18 10:
-22J' 25 28 20 -:
26'
-22E-50 47-42.5 47:
21L 60 148-47.5
.45-22B-
.77 79 58 50-22C 100 71 60-56 21J 150' 82 64.5 78
: 21K, 200 112
-78
'100
-220 250 92 74 100 22K 300 117 80 100-21M 400 110 78 100
'8092B:1b-091984:
5-8 e
ee
-io.-
=
s
-m,*--


_=
_=
TABLE 5-3 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
TABLE 5-3 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
Sample     Temperature       Impact Energy     lateral Expansion   Shear No.         ( F)             (ft-lb)             (mils)         (%)
Sample Temperature Impact Energy lateral Expansion Shear No.
13M         -50                   7                 9               2 13P             0               13               13.5           14 13C           25                 39               32.5           20 138           35                 50               47.2           27 13E           50                 65               53             40 13J             77             112                 74.5           66           _.
( F)
13K         150                 131               91.5           83 13Y         200                 156               87.0           100 130         300                 158               77.5           100 13L         350                 158               85.5           100 13T         400                 215               67.5           100
(ft-lb)
* Specimen 13U was inieroperly centered on anvil .
(mils)
                                                                                '1 80928:1b-091984                         5-9
(%)
13M
-50 7
9 2
13P 0
13 13.5 14 13C 25 39 32.5 20 138 35 50 47.2 27 13E 50 65 53 40 13J 77 112 74.5 66 13K 150 131 91.5 83 13Y 200 156 87.0 100 130 300 158 77.5 100 13L 350 158 85.5 100 13T 400 215 67.5 100
* Specimen 13U was inieroperly centered on anvil.
'1 80928:1b-091984 5-9


TABLE 5-4 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD METAL Sample   Temperature       Impact Energy                           Lateral Expansion Shear No.       (*F)               (ft-lb)                                 (mils)       (%)                 .
TABLE 5-4 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD METAL Sample Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear No.
33M         -100                 12                                   17             18 33K         - 75                 45                                   39             30   ..
(*F)
343        - 60                 22                                   26             29 341         - 50                 31                                   32             37 33L         - 50                 23                                   26             42 33P         - 25                 32                                   28.5           40 342             0                 82                                   65.5           60 33Y           25                 93                                   75.5           84                   -
(ft-lb)
344           77                 79                                   88.5           94 ..
(mils)
33T           150               120                                     94.5           100 33J           300               122                                     74.5         100 33U         350               155                                     79           100 80928:1b-091984                         5-10                                                                   .
(%)
33M
-100 12 17 18 33K
- 75 45 39 30 343
- 60 22 26 29 341
- 50 31 32 37 33L
- 50 23 26 42 33P
- 25 32 28.5 40 342 0
82 65.5 60 33Y 25 93 75.5 84 344 77 79 88.5 94 33T 150 120 94.5 100 33J 300 122 74.5 100 33U 350 155 79 100 80928:1b-091984 5-10


g             _
g 4
4 w             '.              ,
w j
j
2
: TABLE 52
: TABLE 5 =
                                                                            =
CAPSULE T-330,eTHERNAL CAPSULE'
CAPSULE T-330,eTHERNAL CAPSULE'
  ~
~
CHARPY.V-NOTCH: IMPACT DATA FOR:THE PALISADES ~
CHARPY.V-NOTCH: IMPACT DATA FOR:THE PALISADES ~
PRESSURE VESSEL WELDLHEAT-AFFECTED ZONE METAL ~~
PRESSURE VESSEL WELDLHEAT-AFFECTED ZONE METAL ~~
                                                ~
_ Sample cTemperature-
_ Sample   cTemperature-           _ Impact Energy.       ' Lateral Expansion' ' Shear No.           (*F)                   (ft-lb):-
_ Impact Energy.
z(mils)-               ~(%).
' Lateral Expansion' ' Shear
430                                     45.                 39                       13 420-             -25                         27       ,          27.5                     14 42E             -10                         43                 41.5-                   34 44D               0,     -
~
55                 -47.5                   ~44 43E               25                         52                 47                       43         ..,
No.
41E             40                         88                 57-                     '62 46E             50                       130                   84'                     88 44E             60                       115'                 81                     :. 84 460             77                         70                 55:                   .85~
(*F)
45E             150                       125-                 80.5                 .100 41D             225                     -110                   67                   '100 450             300                       121                 77                     100 80928S1b-091984-                                     5-11
(ft-lb):
z(mils)-
~(%).
430 45.
39 13 420-
-25 27 27.5 14 42E
-10 43 41.5-34 44D 0,
55
-47.5
~44 43E 25 52 47 43 41E 40 88 57-
'62 46E 50 130 84' 88 44E 60 115' 81
:. 84 460 77 70 55:
.85~
45E 150 125-80.5
.100 41D 225
-110 67
'100 450 300 121 77 100 80928S1b-091984-5-11


l 2ca i   R l
l 2
8                                                         TABLE 5-6' l
ca i
CAPSULE.T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR l                                                 PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (IRANSVERSE ORIENTATION)~
R l
8 TABLE 5-6' l
CAPSULE.T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR l
PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (IRANSVERSE ORIENTATION)~
i l
i l
l                                   Normalised Energies                 .
l Normalised Energies Test Charpy Charpy Maximum
Test Charpy Charpy Maximum     . Prop     Yield   Time   Maximum.~ Time to . Fracture . . Arrest - Yield         ' Flow l         Sample Temp     Energy   Ed/A       Ea/A     Ep/A-     Load to Yield.. Load. Maximus -Load             Load     - Stress :. Strese Number ( F)   .(ft Ibe)       (ft-Ibe/in*2)             (kipe) (uSec)   (kipe)" (uSec) . (kipe)    . (kipe)      (kei)      .'(kei) 22M     -75       5.0     40         17-         23                     2.60       85     2.60-i-         22L     -25 ui                    13.0     105         70           34   3.30-   90       3.55-     195     3.55       . 25 '       108         til 1   22J     25       28.0     225       139'         87   3.10     85     -3.75     350     3.75           .70     ~102           113 N   22E     50       47.0 i
. Prop Yield Time Maximum.~ Time to. Fracture.. Arrest - Yield
378       198         180'   2.95   160       3.952     560     3.95     ' I '. 9 5       97       114 21L     60       48.0     387       254         133   2.95     85       3.95     605   '3.90     -1.55           '98         .115 225     77       79.0     636       .307         329-   2.85     80       4.00     725     -3.85       1.95           94       113 22C     100       71.0     572       262         309   2.60     90       3.85     655     3.60       1.95           86       107 2tJ     150       82.0     660       193         467   12.70     80       3.60     500                 2.50'            89 21K     200     112.0     902       258         644   2.60                               ^3.00-                                 104 85      3.75    ~ 655                                86       105       ,
' Flow l
22D     250       92.0     741       226         515   2.25     50'     3.50-     610                                 74 -
Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A-Load to Yield.. Load. Maximus
22K                                                                                                                                   95 300     117.0     942       294         648   2.10'   50       3.55     775                                 69         93 21M     400     !!0.0     886       249         637-   2.20     85     :3.45     675                                 73-       94
-Load
. (kipe)
(kei)
.'(kei)
Load
- Stress :. Strese Number
( F)
.(ft Ibe)
(ft-Ibe/in*2)
(kipe)
(uSec)
(kipe)" (uSec). (kipe) 22M
-75 5.0 40 17-23 2.60 85 2.60-i-
ui 22L
-25 13.0 105 70 34 3.30-90 3.55-195 3.55
. 25 '
108 til 1
22J 25 28.0 225 139' 87 3.10 85
-3.75 350 3.75
.70
~102 113 N
22E 50 47.0 378 198 180' 2.95 160 3.952 560 3.95
' I '. 9 5 97 114 i
21L 60 48.0 387 254 133 2.95 85 3.95 605
'3.90
-1.55
'98
.115 225 77 79.0 636
.307 329-2.85 80 4.00 725
-3.85 1.95 94 113 22C 100 71.0 572 262 309 2.60 90 3.85 655 3.60 1.95 86 107 2tJ 150 82.0 660 193 467 12.70 80 3.60 500 21K 200 112.0 902 258 644 2.60 85 3.75
~ 655
^3.00-2.50' 89 104 86 105 22D 250 92.0 741 226 515 2.25 50' 3.50-610 74 -
95 22K 300 117.0 942 294 648 2.10' 50 3.55 775 69 93 21M 400
!!0.0 886 249 637-2.20 85
:3.45 675 73-94


cn 5'
cn 5'
3                                               TABLE S-7 y                                   CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERMEDIATE SliELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
3 TABLE S-7 y
Ho w lized Energies Test   Charpy Charpy Maximum       Prop   Yield   Time   Haslam Time to Fracture Arrest Yield   Flow Sample Temp   Energy   Ed/A       Ea/A   Ep/A     Load to Yield   Load Maximum   Load   Load Stress Streso Number ( F) (ft lbs)       (ft-lbs/in*2)         (kips) (uSec)   (kipe) (uSec) (kipe) (kips) (ksi) (ksi) 13M     -50     7.0       56         24     32                     3.35       85   3.75     .lG m 13P       O   13.0     105         38     66     3.15     90     3.20     125   3.10     .35   104   105 1 13C     25   39.0     314       201     113     3.00     85     4.05     485   4.05     .70     99   117 13B     35   50.0     403       162     241     2.85     80     3.80     410   3.75   2.15     95   110 13E     50   65.0     523       314     209     2.90     90     4.00     740   3.95     .90     97   115 13J     77   112.0     902       350     552     2.80     80     4.10     815   3.25   1.60     93   114 13K     150   131.0   1055         332     723     2.45     70     3.90     815   2.30   1.70     81   105 13Y     200   156.0   1256         323     933     2.55     90     3.75     825                     85   104 13D     300   158.0   1272         290     982     2.40   100     3.55     775                     80     99 13L     35 0 158.0   1272         294     978     2.10     45     3.45     805                     68     91 137     400   215.0   1731         285   1446     2.10     60     3.50     770                     69     92
CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERMEDIATE SliELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
Ho w lized Energies Test Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Haslam Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A Load to Yield Load Maximum Load Load Stress Streso Number
( F)
(ft lbs)
(ft-lbs/in*2)
(kips)
(uSec)
(kipe)
(uSec)
(kipe)
(kips)
(ksi)
(ksi) 13M
-50 7.0 56 24 32 3.35 85 3.75
.lG m
13P O
13.0 105 38 66 3.15 90 3.20 125 3.10
.35 104 105 1
13C 25 39.0 314 201 113 3.00 85 4.05 485 4.05
.70 99 117 13B 35 50.0 403 162 241 2.85 80 3.80 410 3.75 2.15 95 110 13E 50 65.0 523 314 209 2.90 90 4.00 740 3.95
.90 97 115 13J 77 112.0 902 350 552 2.80 80 4.10 815 3.25 1.60 93 114 13K 150 131.0 1055 332 723 2.45 70 3.90 815 2.30 1.70 81 105 13Y 200 156.0 1256 323 933 2.55 90 3.75 825 85 104 13D 300 158.0 1272 290 982 2.40 100 3.55 775 80 99 13L 35 0 158.0 1272 294 978 2.10 45 3.45 805 68 91 137 400 215.0 1731 285 1446 2.10 60 3.50 770 69 92
~
~


                                                                                                                                                                    ..g
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4                                                      _ , , , , ,            ..          ,                                  ,.
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                'e
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  .(
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                                                                                                            -A 3 .
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                                                                                                                                                                                                                                                                    ,,._,*    '.s_        7.,,
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                    , K.
fu m
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ., r
' Q_
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                .._,p..
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              .                                      L.
E TABLE 5-8 O
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .i
CAPSULE T-330, TilERMAL CAPSULE D
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ,    ,                                                    S
.A INSTRUNENTED CHARPY IMPACT TEST RESULTS FOR 1
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      .e m
D e
o                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            :: .
PALISADES WELD NETAL y
D fu m
7>
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      ' Q_
Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximus Prop Yield Time Maximus Time to Fracture Arrest Yield Flow I
a E
~
E O TABLE 5-8 D                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            .-
Sample Tem p Energy Ed/A Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximus Load I,oad Strees Stress 1
                        -                                                                                                                        CAPSULE T-330, TilERMAL CAPSULE                                                                                                                                                                                                     .A D
Numbe r
                        $                                                                                                      INSTRUNENTED CHARPY IMPACT TEST RESULTS FOR                                                                                                                                                                                                           1 e
( F)
PALISADES WELD NETAL                                                                                                                                                                                                 :<.
(ft lbs)
y 7>
(ft-lbs/in*2)
Normalized Energies
- (kips)
(uSec)
(kips)
(usee)
(kips)
(kips)
(ksi)
(ksi)
.Y 33M
-100 12.0 97 68 29 3.65 125 3.85 200 3.80
.30 121 124 33K
-75 45.0 362 218 144 3.35 90 4.15 500 4.05
.15 110 123
?
343
-60 22.0 177 139 38 3.3) 95 3.85 345 3.85 45 110 119 341
-50 31.0 250 176 74 3.25 95 3.95 425 3.95
.50 107
!!9 g
33L
-50 23.0 185 104 82 3.25 91 3.70 270 3.55
.55 108 115 33P
-25 32.0 258 181 77 3.15 95 3.85 445 3.80
.75 105 116 Da 342 0
82.0 660 290 371 3.10 90 4.10 670 3.45 1.15 102 119
.i l
33Y 25 93.0 749 274 474 2.95 95 3.90 665 3.40 2.2 98 114
/
7 344 77 79.0 636 335 301 2.70 85 3.80 825 2.95 2.2 90 108 337 150 120.0 966 300 666 2.50 75 3.65 770 83 102 i
33J 300 122.0 982 283 699 2.20 75 3.40 780 73 93 33U 350 155.0 1248 280 968 2.10 65 3.30 775 70 90 P.
~
~
Charpy                  Charpy Maximus                                    Prop              Yield                  Time              Maximus Time to Fracture Arrest                                                    Yield                    Flow                        I Test                                                                                                                                                                                                    Load                    I,oad              Strees                Stress                        1 Energy                    Ed/A                  Em/A                      Ep/A                Load              to Yield                    Load          Maximus Sample                    Tem p (ksi)                  (ksi)
Numbe r                  ( F)              (ft lbs)                                (ft-lbs/in*2)                                    - (kips)                      (uSec)                (kips)              (usee)            (kips)                (kips)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        .Y 68                          29              3.65                  125                      3.85                200            3.80                    .30                    121                  124 33M                      -100                  12.0                          97 45.0                        362                218                          144              3.35                  90                      4.15                500            4.05                    .15                    110                  123                            ?
33K                        -75                                                                                                                                                                                                                                                                                                            '
                                                                              -60                  22.0                        177                139                          38              3.3)                  95                      3.85                345            3.85                      45                  110                  119                        .
343                                                                                                                                                                                                                425            3.95                    .50                    107                  !!9 31.0                        250                176                          74              3.25                    95                    3.95
                        ';"                                                    -50                                                                                                                                                                                                                                                                                                          '
341                                                                                                                                                                                                                                                          .55 23.0                        185                104                          82              3.25                    91                    3.70                270            3.55                                            108                  115 g                          33L                        -50 32.0                        258                181                          77              3.15                    95                    3.85                445            3.80                    .75                    105                  116                      Da 33P                        -25                                                                                                                                                                                                    3.45                  1.15                    102                  119                      .i 0              82.0                        660                290                          371              3.10                    90                    4.10                670 342                                                                                                                                                                                                                                3.40                    2.2                      98                114                      /
33Y                            25              93.0                        749                274                          474              2.95                    95                    3.90                665 l
79.0                        636                335                          301              2.70                    85                    3.80                825            2.95                    2.2                      90                108                        -
7                                                  344                            77                                                                                                                                                                                                                                                    83                102                      i 966                300                          666              2.50                    75                    3.65                770 337                          150              120.0                                                                                                                                                                                                                                    73                  93 33J                          300                122.0                        982                283                          699              2.20                    75                    3.40                780 968              2.10                    65                    3.30                  775                                                                70                  90 33U                          350              155.0                      1248                  280                                                                                                                                                                                                                                      ,
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ~
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                                                                                                                                                                                              ~- ..        ..                  .. . .                                .-
7.
                                                                                                                                                                                              .. y                                                                          y  _
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                                                                                                                                                                                                                            .,_,'._                        n                                                                  7.           ?       . .        r :
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y ' ; . ,; _ 9 3 '                                                                                                                                                                                                                           ;q                                                                                                          ;
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                                                                                  .' p . , J .. .. ..                                                                                                                                                                                                          f. . ,g'.- ,.
.. y ' ;.,; _ 9 3 '
                                                                                                                                                                                                      .,x
    .. : ; ;.                                                                                                                                                  ..y s ._ .
                                                                                                                                                                                                                                                        ,(        . ..        . . . . .


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    ' - co .
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_. Q
      ~ O!
~ O!
      .Q                                                                                 TABLE 5-9
-;s e:
      }                                                                     . CAPSULE T-330, THERNAL CAPSULE 4
.Q TABLE 5-9
I     '
}
INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES WELD IiEAT AFFECTED ZONE NETAL t.
. CAPSULE T-330, THERNAL CAPSULE I
;'                                                                Norme11 ed Energies                             . ..      .
INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR 4
                                          ,Teet       Charpy   Charpy Maximum -   Prop   . Yield   , Time . Maximum Time' to . Fracture ' Arrest Yield .         Flow.
PALISADES WELD IiEAT AFFECTED ZONE NETAL t.
Compte   Temp       Energy     Ed/A     .Ea/A   Ep/A       Load to Yield _ Load     Maximum   Load   . Load : .Strese''     Strese, Number   ( F)       (ft Ibe)         (ft-lbs/in*2)           (kipe) (usee)- (kipe)       (uSec)~ (kipe)' (kipe)--(ksi)           (kot)-
Norme11 ed Energies
4.05'
,Teet Charpy Charpy Maximum -
                              - 43D               17.0     '137       114     13       3.55'     95.     4.05       275                       -117 ;       175 42D       -25         27.0     217       174'     44       3.40     105.     - 4.05 . 410   4.05           .35     112~     : 123'-
Prop
* T                       42E       -10         43.0     346       222     125       3.3a     .90       4.15-       505, 4.15         1.15-   110     '124a g                     . 44D               0   55.0     443       179   :264       3.50-   105       '4.15       415: 4.15           .25     116         127-           _
. Yield
,                                43E         25         52.0     419       211     207       3.20     90 =     3.90-       500   3.80     -
, Time. Maximum Time' to. Fracture ' Arrest Yield.
1.35- .106'-         118' 41E       -40         88.0       709       347     362       3.15     90       4.30-       770   3.75         1.75     105.       124 46E         50       130.0     1047       326     721       3.10     95       4.10       750   2.15-         1.40. 103--       119-44E         60       115.0       926       282     644       3.15'   100=     .4.00       665   2.70       :1.60   '103           114
Flow.
                              - 46D         77         70.0     564       209     354       3.05     85       4.00       495   3.85       -2.25     '101 -     -117 45E         150       125.0     1007       313     693       2.80     85       3.75'       770                           92 -       108 41D       225       110.0     -686       246     640       2.45     65     ~3.80       610                           80 -       103 45D         300       121.0       974       312     662       2.25     75     '3.55       820                         ~74-         96 -
Compte Temp Energy Ed/A
.Ea/A Ep/A Load to Yield _ Load Maximum Load
. Load :.Strese''
: Strese, Number
( F)
(ft Ibe)
(ft-lbs/in*2)
(kipe)
(usee)- (kipe)
(uSec)~ (kipe)' (kipe)--(ksi)
(kot)-
- 43D 17.0
'137 114 13 3.55' 95.
4.05 275 4.05'
-117 ;
175 42D
-25 27.0 217 174' 44 3.40 105.
- 4.05.
410 4.05
.35 112~
: 123'-
T 42E
-10 43.0 346 222 125 3.3a
.90 4.15-
: 505, 4.15 1.15-110
'124a g
. 44D 0
55.0 443 179
:264 3.50-105
'4.15 415:
4.15
.25 116 127-43E 25 52.0 419 211 207 3.20 90 =
3.90-500 3.80 1.35-
.106'-
118' 41E
-40 88.0 709 347 362 3.15 90 4.30-770 3.75 1.75 105.
124 46E 50 130.0 1047 326 721 3.10 95 4.10 750 2.15-1.40.
103--
119-44E 60 115.0 926 282 644 3.15' 100=
.4.00 665 2.70
:1.60
'103 114
- 46D 77 70.0 564 209 354 3.05 85 4.00 495 3.85
-2.25
'101 -
-117 45E 150 125.0 1007 313 693 2.80 85 3.75' 770 92 -
108 41D 225 110.0
-686 246 640 2.45 65
~3.80 610 80 -
103 45D 300 121.0 974 312 662 2.25 75
'3.55 820
~74-96 -
o r
o r
                                                                                                                                                                                          ~
~
t
t


g i
g i2 S
2 S
m 9
m 9
9 m
9m TABLE 5-10 g
TABLE 5-10                                                     g CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE                                         g 4
CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE g
CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES                                     I e l INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (iRANSVERSE ORIENTATION)                             7J k '
4 CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES I
1 Sample     Temperature       impact Energy     Lateral Expansion   Shear
e l INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (iRANSVERSE ORIENTATION) 7J k
                                                                                                                  .]
Sample Temperature impact Energy Lateral Expansion Shear
No.         (*F)             (ft-lb)             (mils)           (%)
.]
1
No.
                                                                                                              ,      i 25K           79               17                 16                 15                             l 25P         150                 23                 25                 27 2<M         175                 30                 26.5               34                       j) 25J         200                 33                 30                 41                     M 25L         225                 67                 62.5               76 24E         225                 72                 61.5                 79                     '$
(*F)
25Y         250                 84                 60.5               89 24J         250                 76               63.5                 92                     g 25M         275                 78                 71               100                       g 24K         300                 84                 66.5             100                       l a
(ft-lb)
25T           350                 88                 71               100                 -g 25U           450                 85                 68.5             100                       $
(mils)
a J
(%)
2 S
i 25K 79 17 16 15 l
25P 150 23 25 27 2<M 175 30 26.5 34 j) 25J 200 33 30 41 M
25L 225 67 62.5 76 24E 225 72 61.5 79 25Y 250 84 60.5 89 24J 250 76 63.5 92 g
25M 275 78 71 100 g
24K 300 84 66.5 100 l
a 25T 350 88 71 100
- g 25U 450 85 68.5 100 a
J2 S
E b
E b
e 5
e 5
l 8092B:1b-051984                         5-16
l 8092B:1b-051984 5-16


d-d i
d d
m TABLE 5-11 i
i m
CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE                     "j M
TABLE 5-11 i
CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES                 7 INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)       $
CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE "j
3
M CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES 7
                                                                                -Y il Sa:nple No.
INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION) 3
Temperature
-Y il l
Sa:nple Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear No.
(*F)
(*F)
Impact Energy (ft-lb)
(ft-lb)
Lateral Expansion (mils)
(mils)
Shear
(%)
(%)
lg
g
                                                                                -7 164             79                 11               12               5 g ISD           150                 20               21.5           23   i 1 81.1         150                 25               24.5           27   j 162           175                 22               23             29   $
-7 164 79 11 12 5
163           175                 34               31             34   3 1AT           200                 47               36             39 1AP           200                 49               33             36 1AY           225                 71               59.5           67     -
g ISD 150 20 21.5 23 ij 1 81.1 150 25 24.5 27 162 175 22 23 29 163 175 34 31 34 3
e 165           250                 110               75.5           89   j 166           300                 116               80.5           100   5 161           3b0                 109               84             100   j 16E           d50                 112               78.5           100   s k
1AT 200 47 36 39 1AP 200 49 33 36 1AY 225 71 59.5 67
l
-e 165 250 110 75.5 89 j
                                                                                =
166 300 116 80.5 100 5j 161 3b0 109 84 100 16E d50 112 78.5 100 sk l
=
2 A
2 A
3 s
3 s
a h
&a h
80928:lb-091984                           5-17
80928:lb-091984 5-17


      'm T
'm T
TABLE 5-12 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE t
TABLE 5-12 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE t
CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES
CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD METAL l
:-                                PRESSURE VESSEL WELD METAL l
h Sample Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear I
h           Sample   Temperature         Impact Energy                         Lateral Expansion Shear 4
No.
I            No.       (*F)                             (ft-lb)                   (mils)       (%)
(*F)
34A           79                                       8               8               5
(ft-lb)
[           34E         125                                   10                   10.5           15 5           340         150                                   18                   14             25 I           37L         175                                     18                 16             24
(mils)
      ;          37C         200                                   28                   22             33 5           37J         225                                     45                 35.5           71
(%)
      !          348         250                                     36                 38             67
4 34A 79 8
[           37D         275                                     64                 49             89
8 5
: f. t        37B         300                                     61                 49             95 52.5          100
[
(         37K         350                                     72 3-           37A         450                                     67                 67.5           100 It          34C         500                                     52                 51.5         100 7
34E 125 10 10.5 15 5
4 d=
340 150 18 14 25 I
7 i
37L 175 18 16 24 37C 200 28 22 33 5
Er n,
37J 225 45 35.5 71 348 250 36 38 67
        ?
[
37D 275 64 49 89 f.
37B 300 61 49 95 t
(
37K 350 72 52.5 100 3-37A 450 67 67.5 100 I
34C 500 52 51.5 100 t
7 4
d=
7i Er n,
?
7 i
7 i
i T:
i T:
      }       80928:1b-091984                                                   5-18 i -
}
80928:1b-091984 5-18 i


TABLE 5-13 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD HEAT-AFFECTED ZONE METAL Sample     Temper ature     Impact Energy     lateral Expansion Shear No.       (*F)             (ft-lb)               (mils)       (%)
TABLE 5-13 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD HEAT-AFFECTED ZONE METAL Sample Temper ature Impact Energy lateral Expansion Shear No.
426           50                 16                 12.5         16 457           79               51                   36.5         45 427         100               21                 20.5           32 453         100               36                   27.5         28 425         125               27                   10.5         34 456         150               28                   25.5         41 4AZ         150               35                   32.5         49 M
(*F)
451         175                 35                 35           59 4AA          200                62                  47            74 IPn.'t.f?.
(ft-lb)
    .-      cg.
(mils)
K y-           455         250                 79                 53           91 f..'l:'Ij           454         350                 73                 60.5         100
(%)
  . :.. s. r
426 50 16 12.5 16 457 79 51 36.5 45 427 100 21 20.5 32 453 100 36 27.5 28 425 125 27 10.5 34 456 150 28 25.5 41 4AZ 150 35 32.5 49
  *g p:7
-M 451 175 35 35 59 IPn.'t.f?.
      ,              452         40                 71                 60.5         100 Y ?.i.
4AA 200 62 47 74 cg.
K y-455 250 79 53 91 f..'l:'Ij 454 350 73 60.5 100
. :.. s. r
*g p:7 452 40 71 60.5 100 Y ?.i.
hhY
hhY
  '.1; ,%
'.1;,%
lh Y; e . I?;
lh Y; I
e h;.;-  3.y:;i
e. ?;
e 3.y:;i h;.;-
[.
[.
6i
6i
:s . -       "
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yL.;.* 73 y .'' ..l '- i'i
yL.;.* 73 y.''..l '- i'i
  } :1):; .
} :1):;
1.%. . .l,[.-
1.%...l,[.-
L._ V.
L._ V.
Ls'.l
Ls'.l
  ~, , . -
~,,. -
9._ %;-       80928:1b-091984                         5-19 CL.
9._ %;-
80928:1b-091984 5-19 CL.


E.
E.
2 w
2 w
R                                                                             TABLE S-14 b                                                         CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE
R TABLE S-14 b
                      $                                              INSTRUNENTED CilARPY INPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERNEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (TRANSVERSE ORIENTATION)
CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE INSTRUNENTED CilARPY INPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERNEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (TRANSVERSE ORIENTATION)
Normalized Energies Test   Charpy           Charpy Maximus               Prop         Yield         Time   Maximus Time to Fracture Arrest     Yield       Flow Temp   Energy           Ed/A             Em/A       Ep/A             Load     to Yield   Load Maximum   Load   Load     Stress     Stress Sample Number  ( F)  (f t Ibs) -- (f t-lbs/in*2)                          --    (kips)       (uSec)   (kips) (uSec) (kips) (kipe)     (kei)       (ksi) 25K         79   17.0             137               69           68           3.10       85       3.40     200   2.90                 102       107 25P       150   23.0             185             117           68           3.25       95       3.80     295   3.80       .55       107       117 m   24H       175   30.0             242             134       107             3.15       90       3.90     335   3.85   1.00         104       !!7 33.0             266             144       121             3.05       90       3.85     360   3.85   1.60         101       114 L    25J      200 320             3.15       90       4.20     495   3.90   3.10         104       121 0    25L      225     67.0              540              219 72.0             580             220       360             3.15       85       4.15     500                         104       120 24E      225 84.0             676             212       465             2.70       70       4.00     495                           90       111 25Y      250 76.0             612             214       398             2.95       85       4.05     505                           98       116 24J      250 25H       275     78.0             628             189       439             3.05       95       4.00     450                         101       !!7 24K       300     84.0             676             214       463             2.85       80       4.10     500                           95       115 350     88.0             709             260       449             2.55       65       3.95     605                           84       108 25T 450     85.0             684             195       490             2.45         75     3.70     500                         82       102 25U l
Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximus Prop Yield Time Maximus Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximum Load Load Stress Stress (kips)
(uSec)
(kips)
(uSec)
(kips)
(kipe)
(kei)
(ksi)
Number
( F)
(f t Ibs) -- (f t-lbs/in*2) 25K 79 17.0 137 69 68 3.10 85 3.40 200 2.90 102 107 25P 150 23.0 185 117 68 3.25 95 3.80 295 3.80
.55 107 117 m
24H 175 30.0 242 134 107 3.15 90 3.90 335 3.85 1.00 104
!!7 L
25J 200 33.0 266 144 121 3.05 90 3.85 360 3.85 1.60 101 114 0
25L 225 67.0 540 219 320 3.15 90 4.20 495 3.90 3.10 104 121 24E 225 72.0 580 220 360 3.15 85 4.15 500 104 120 25Y 250 84.0 676 212 465 2.70 70 4.00 495 90 111 24J 250 76.0 612 214 398 2.95 85 4.05 505 98 116 25H 275 78.0 628 189 439 3.05 95 4.00 450 101
!!7 24K 300 84.0 676 214 463 2.85 80 4.10 500 95 115 25T 350 88.0 709 260 449 2.55 65 3.95 605 84 108 25U 450 85.0 684 195 490 2.45 75 3.70 500 82 102 l


                                  ._w_ _m                                             -                  ----
._w_ _m 8n GA TABLE S-15 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E
8 n '
INSIRUMENIED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERMEDIATE SilELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
G A                                                      TABLE S-15
Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Maximum Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Enargy Ed/A
$                                          CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E                                 INSIRUMENIED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR                                             ,
.Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximue Load Load Stress Stress Numbe r
PALISADES INTERMEDIATE SilELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)
( F)
Normalized Energies Test   Charpy Charpy Maximum         Prop   Yield     Time   Maximum Time to Fracture Arrest Yield   Flow Sample Temp   Enargy   Ed/A       .Em/A     Ep/A     Load to Yield   Load Maximue Load     Load Stress Stress Numbe r ( F) (ft Ibs)       (ft-lbs/in*2)           (kips)   (uSec)   (kips) (usee) (kips)   (kips) (kai)   (kei) 164       79   11.0     89           60       28     3.30     95     3.60     175   3.55     .15     110   !!4 y'   16D     150   20.0     161         101       60     3.25     90     3.85     260   3.85     .65     107   !!7 N                   25.0 1 Atl    150            201         147       54     3.20     95     4.00     360   3.95     .25     106   120 162     175   22.0     177         103       74     3.15     90     3.80     270   3.70     .85     104   114 163     175   34.0     274         204       70     3.00     95     3.90     495   3.90     .75       99   114 1AT     200   47.0     378         258       120   3.15     95     4.20     585   4.20     1.50     104   122 l AP     200   49.0     395         277       118   2.95     85     4.10     640   4.05     1.35       98   117 1AY     225   71.0     572         282       290   2.80     80     4.05     650   3.80     2.20       93   114 165     250   110.0     886         292       593   2.60     65     4.25     650   3.50     2.95       86   !!3 166     300   146.0     934         276       658   2.75     80     4.00     650                       91   112 161     350   109.0     878         258       619   2.65     75     4.05     605                       87   Ill 16E     450   112.0     902         251       651   2.50     70     3.85     605                       82   105
(ft Ibs)
(ft-lbs/in*2)
(kips)
(uSec)
(kips)
(usee)
(kips)
(kips)
(kai)
(kei) 164 79 11.0 89 60 28 3.30 95 3.60 175 3.55
.15 110
!!4 y'
16D 150 20.0 161 101 60 3.25 90 3.85 260 3.85
.65 107
!!7 N
1 Atl 150 25.0 201 147 54 3.20 95 4.00 360 3.95
.25 106 120 162 175 22.0 177 103 74 3.15 90 3.80 270 3.70
.85 104 114 163 175 34.0 274 204 70 3.00 95 3.90 495 3.90
.75 99 114 1AT 200 47.0 378 258 120 3.15 95 4.20 585 4.20 1.50 104 122 l AP 200 49.0 395 277 118 2.95 85 4.10 640 4.05 1.35 98 117 1AY 225 71.0 572 282 290 2.80 80 4.05 650 3.80 2.20 93 114 165 250 110.0 886 292 593 2.60 65 4.25 650 3.50 2.95 86
!!3 166 300 146.0 934 276 658 2.75 80 4.00 650 91 112 161 350 109.0 878 258 619 2.65 75 4.05 605 87 Ill 16E 450 112.0 902 251 651 2.50 70 3.85 605 82 105


Wh15 l
Wh15 l
O a
Oa TABLE 5-16
TABLE 5-16
{y CAPSULE W-290. IRRADIATED CAPSULE
{
.E.
y                                                             CAPSULE W-290. IRRADIATED CAPSULE
INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES WELD NETAL Normalized Energies Test Charpy Charpy Maxistne Prop Yield Time Maximus ~ Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A Load to Yield Load' Maximm.
      .E .                                                 INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES WELD NETAL Normalized Energies Prop               Time Maximus ~ Time to Fracture Arrest           Yield     Flow Test    Charpy  Charpy Maxistne              Yield Load          Strees Sample     Temp     Energy   Ed/A       Ea/A     Ep/A     Load to Yield   Load' Maximm . Load                       Stress (It-lbe/in"2)           (kips) (usee)   (kips) (usee) ;(kipe)             (kipe)' (ksi)   (ksi)
Load Load Stress Strees Number
Number    ( F)    (ft 1bs) 3.50       90   3.75     125     3.75                       116     121:
( F)
34A          79        8.0     64          42      22 60     20     3.40       95   3.75. 170     3.75                       113     119' 34E        125      10.0     81 4.20-                     '117     128' 18.0   145         109      36    3.55      95   4.20      260 34D        150                                                            3.95     230-   3.95               .25   119-   !125 37L        175      18.0   145          94      51    3.60      95 f                                                        157       68     3.45       95   4.20     360-   .4.15               .65   115     127' ro              37C        200      28.0    225 4.35              3.00    116-    130
(ft 1bs)
        "                          225      45.0   362         189     17 3   3.50       85   4.40     405 37J                                                                  85    4.15      330    4.00             -2.25    113    -125-34B         250       36.0   290         145     145     3.45 3.40      85  '4.25     445'                              112      126 37D         275       64.0   515         203     313 3.40       85   4.15      405'                               112     124-378         300       61.0   491         179     312
(It-lbe/in"2)
                                                                                          '105    4.05      430                                109    121 37K         350       72.0   580         182     398     3.30.
(kips)
                                                                                            - 85     3.95.   -400                               1104     118 37A         450       67.0   540       ~1 70    370    3.15 3.75    445                                -99_  L111 34C         500       52.0   419         183     236     3.00       85.                                                                   .
(usee)
    .-     . . . .. ..        _ _ _ _ _ _ _ _ _ _                                                                                                                    g
(kips)
(usee) ;(kipe)
(kipe)' (ksi)
(ksi) 34A 79 8.0 64 42 22 3.50 90 3.75 125 3.75 116 121:
34E 125 10.0 81 60 20 3.40 95 3.75.
170 3.75 113 119' 34D 150 18.0 145 109 36 3.55 95 4.20 260 4.20-
'117 128' f
37L 175 18.0 145 94 51 3.60 95 3.95 230-3.95
.25 119-
!125 ro 37C 200 28.0 225 157 68 3.45 95 4.20 360-
.4.15
.65 115 127' 37J 225 45.0 362 189 17 3 3.50 85 4.40 405 4.35 3.00 116-130 34B 250 36.0 290 145 145 3.45 85 4.15 330 4.00
-2.25 113
-125-37D 275 64.0 515 203 313 3.40 85
'4.25 445' 112 126 378 300 61.0 491 179 312 3.40 85 4.15 405' 112 124-37K 350 72.0 580 182 398 3.30.
'105 4.05 430 109 121
~ 70 370 3.15
- 85 3.95.
-400 1104 118 1
37A 450 67.0 540 34C 500 52.0 419 183 236 3.00 85.
3.75 445
-99_
L111 g


h g-l T
h l
  ~
g-T
P     5*
~
      'c3 TABLE 5-17
P 5*
'c3 TABLE 5-17
:u>
:u>
G'                                                                     CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E                                                                 INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR'                                             ,
G' CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E
PALISADES WELD HEAT AFFECTED ZONE METAL
INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR' PALISADES WELD HEAT AFFECTED ZONE METAL y
                                                                                                                                                                                      . y Normalised Energies Teet           -Charpy   Charpy Maximum         Prop     Yield       Time   Maximus -' Time to l Fracture . ' Arrest Yield,               Flow Sample Temp             Energy   Ed/A         Em/A     Ep/A     . Load. to Yield Load Maximum' ' Load               Load       .. S trees   Strees Number (.F)           (ft Ibe)           (ft-lhe/in*2)           (ktpe)     (uSec)   (kips) ;(uSec)' (kipe)' (kipe) ;(kat):                     (kat) .
Normalised Energies Teet
426         50           16.0     129           104       25     3.25       85-     3.95       260       3.95                       '108 :       '120 .
-Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Maximus -' Time to l Fracture. ' Arrest
    ''['               457         79           51.0     411           222       .188     -3.20       85     A.30       495       4.20       . 90 _           106-       ~124 y               427     100               21.0     169           108       61     3.30       90     3.95       270     ~3.95       . 80           :109           170 '
: Yield, Flow Sample Temp Energy Ed/A Em/A Ep/A
453     100               36.0     290           237         53     3.65       90     4.45       500       4.35'                       120'..     z134 425     125             27.0     217           134       84     3.lc       90     3.85       335;     3.80       :.85           '103           115 456     150               28.0     225           138       88 '   3.25.     95     4.00       335'     '4.00.     1.35           :108-         120 4A2     150             35.0     282           136       146     3.30       95     3.95       330.     3.85       1.30!             110         121 451     175               35.0     282           133       149     3.15       95     3.90     -335       3.85       1.65L           '104           116:
. Load. to Yield Load Maximum' ' Load Load
4AA     200               62.0     499           252       247     2.85       85     3.95       605     ,3.80       2.15 ~           '94         113 -   ,
.. S trees Strees Number
455     250               79.0     -636           218       418     3.15       85     4.10       495       3.95       3.15'             105.         120',
(.F)
454     350               73.0     588           164       424. 2.65       75     3.85       405-                                   87         '107.
(ft Ibe)
i                       452     450               71.0     572           170       401     -2.30     -50     3.55'     445                                     76           96 i
(ft-lhe/in*2)
                                                    +
(ktpe)
(uSec)
(kips) ;(uSec)' (kipe)' (kipe) ;(kat):
(kat).
426 50 16.0 129 104 25 3.25 85-3.95 260 3.95
'108 :
'120.
''['
457 79 51.0 411 222
.188
-3.20 85 A.30 495 4.20
. 90 _
106-
~124 y
427 100 21.0 169 108 61 3.30 90 3.95 270
~3.95
. 80
:109 170 '
453 100 36.0 290 237 53 3.65 90 4.45 500 4.35' 120'..
z134 425 125 27.0 217 134 84 3.lc 90 3.85 335; 3.80
:.85
'103 115 456 150 28.0 225 138 88 '
3.25.
95 4.00 335'
'4.00.
1.35
:108-120 4A2 150 35.0 282 136 146 3.30 95 3.95 330.
3.85 1.30!
110 121 451 175 35.0 282 133 149 3.15 95 3.90
-335 3.85 1.65L
'104 116:
4AA 200 62.0 499 252 247 2.85 85 3.95 605
,3.80 2.15 ~
'94 113 -
455 250 79.0
-636 218 418 3.15 85 4.10 495 3.95 3.15' 105.
120',
454 350 73.0 588 164 424.
2.65 75 3.85 405-87
'107.
i 452 450 71.0 572 170 401
-2.30
-50 3.55' 445 76 96 i
+


                          . .-,                s-_.  .-                      .
s-_.
                                                                                                                                                                                            *      'i..
'i..
                                                                                                                                                                                                  .j               , _,
.j v
                                                                                                                                                                                                                .              v
- g.
                                                                                                                                                                                                                  - g .
$I
      $I
:.9;
:.9; a.
:y a.
:y v
v
  ,R-h :.                                                                               TABLE 5-18                                                                                                                       ,;q
,R-h :.
_ I8                                                                                                                   '
TABLE 5-18
    .S EFFECT OF IRRADIATION AT 1.09 a.10       (E >.1 HeV)                                                                                       ,
,;q
                                                                        . ON THE NOICH TOUGHNESS PROPERTIES OF THE' j                                                                       PALISADES SURVEILLANCE VESSEL MATERIALS
_ I8
[ ,
.S EFFECT OF IRRADIATION AT 1.09 a.10 (E >.1 HeV)
                                                                                                                                                                                                            ..p Average                     Average 35 mil                       . Average                                   ,  Average, Energy Absorption-30 ft-lb Temp (*F)         Lateral Espansion Temp ~(*F)             50 ft-Ib Temp.(*F).                                       'atFullShear(ft-Ib)
. ON THE NOICH TOUGHNESS PROPERTIES OF THE' j
Unirradiated Irradiated AT Unirradiated l
PALISADES SURVEILLANCE VESSEL MATERIALS
            -Material                                                            Irradiated AT Untrradiated - . Irradiated' aT ':. Unirradiated~~ Irradiated f a,(fteib)   .
[
ei Plate             25             180       155   25             1% '     170     55
..p Average Average 35 mil
                                                                                                                                            '215-       160-       102?           84 .       - 18 .
. Average Average, Energy Absorption-30 ft-lb Temp (*F)
;-            0-3803-1 m     -(Transverse)
Lateral Espansion Temp ~(*F) 50 ft-Ib Temp.(*F).
  '2                                                                                           ..                                              ..    ..            .
'atFullShear(ft-Ib) l
Plate               0             175       175     5             190       185'     20 -                                   200' .180-       '155-
-Material Unirradiated Irradiated AT Unirradiated Irradiated AT Untrradiated -. Irradiated' aT ':. Unirradiated~~ Irradiated f a,(fteib) ei Plate 25 180 155 25 1% '
                                                                                                                                                                            ' 112.:         : 43 '
170 55
'215-160-102?
84.
- 18.
0-3803-1 m
-(Transverse)
'2 Plate 0
175 175 5
190 185' 20 -
200'
.180-
'155-
' 112.:
: 43 '
D-3803-1 (Longitudinal)
D-3803-1 (Longitudinal)
            ' Meld Metal     -85'               205     - 290   -75             240       315     -50                                     250       300     '118'         ' 64 -:       : 54 '
' Meld Metal
                                                                                                                                                                      ^
-85' 205
HAZ Metal       -90               145       235   -55             150       215     -65'                                   180s "245-           116 :           72:         l44 N
- 290
-75 240 315
-50 250 300
'118'
' 64 -:
: 54 '
^
HAZ Metal
-90 145 235
-55 150 215
-65' 180s "245-116 :
72:
l44 N
y k
y k
                                                                                                                                                                                                                      \   <
\\
e 4                                                                                               -_-..--._ -_- -_-. .-.-.-_-
e 4


E             8 e
E 8
E
E e
                = co                                                                                                                         .
= co
  ?           . b'
?
[L De TABLE 5                                                                                                                                                   ,
. b'
[1             y                                     Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades-Surveillance Material y
[L D
E TEST     .2% TIELD   ULTIMATE   FRACTURE FRACTURE FRACTURE   UNIFORM     IT)TAL. REDUCTION SAMPLE             TEMPERATURE STRENGTH   STRENGTH     LOAD     STRESS STRENGTH ELONGATION ELONGATION   in AREA.
TABLE 5. -
Fi                     NUMBER   MATERIAL.     F         kai       kai       kip       kai     kai         %.          I         %
e
Fl                         IDK     PLATE         65       64.2       86.6       2.65     179.8     54.0     12.0       27.3     :70
[1 y
  !                        IDL     PLATE         120       62.1       82.5       2.45     179.0     49.9     11.4     ' 26.2 -     72 '
Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades-Surveillance Material y
    .                    IDJ     PLATE         550       57.0       83.5       2.80     156.4     57.0       9.9       21.31       54 T         3DK     WELD         -10       75.9       94.2       3.10'   198.5     63.2     13.5       27.1-       .8
E TEST
                @-        3DJ     WELD           74       74.4       91.7       3.25     186.4     66.2     12.0     .25.5         6 4 --
.2% TIELD ULTIMATE FRACTURE FRACTURE FRACTURE UNIFORM IT)TAL.
T                       3DL     WELD         550       63.2       85.1       3.25     159.6     66.2     10.0       19.2       59.
REDUCTION SAMPLE TEMPERATURE STRENGTH STRENGTH LOAD STRESS STRENGTH ELONGATION ELONGATION in AREA.
1 -                     4DK     HAZ           25       66.7     -88.6       2.85     180.0     58.1.     9.9     :22.7       68
Fi NUMBER MATERIAL.
                          *4nJ     HAZ           74       64.7       84.5                                     9.9                               l 1                       *4DL     HAZ           550       57.4       81.5-                                   7.8
F kai kai kip kai kai I
* 1hese specimens fractured outside the gage length.                                                                     ~",
Fl IDK PLATE 65 64.2 86.6 2.65 179.8 54.0 12.0 27.3
:70 IDL PLATE 120 62.1 82.5 2.45 179.0 49.9 11.4
' 26.2 -
72 '
IDJ PLATE 550 57.0 83.5 2.80 156.4 57.0 9.9 21.31 54 T
3DK WELD
-10 75.9 94.2 3.10' 198.5 63.2 13.5 27.1-
.8 3DJ WELD 74 74.4 91.7 3.25 186.4 66.2 12.0
.25.5 6 4 --
T 3DL WELD 550 63.2 85.1 3.25 159.6 66.2 10.0 19.2 59.
1 -
4DK HAZ 25 66.7
-88.6 2.85 180.0 58.1.
9.9
:22.7 68
*4nJ HAZ 74 64.7 84.5 9.9 l
1
*4DL HAZ 550 57.4 81.5-7.8
* 1hese specimens fractured outside the gage length.
~ ",
b_
b_
I E
I E
Line 961: Line 1,592:


I
I
                                                                                                                                          \
\\
41 1           co 8                                                                                         -
41 1
        . .M R
co 8
H g                                                      TABLE 5-20
. M H
          ' *$                              Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades I9     2 Surveillance Material. Irradiated to 1.12 x 10 n/cm h.
R TABLE 5-20 g
                                                  .2% TIELD ULTIMATE FRACTURE FRACTURE     FRACTURE   UNIFORM   -TOTAL'   REDUCTION TEST STRENGTH   LOAD   ' STRESS     STRENGTH ELONGATION ELONGATION   in AREA E                SAMPLE              TEMPERATURE STRENGTH kat       kip       kai       kai         %'        %            Z-NtTMBER  MATERIAL      F          koi 210       81.9     97.8'     3.30     202.6       67.2     10.1       21.2         67 IEL      PLATE 21.0-245       79.5     97.8       3.30     223.9       67.2-       9.9                   70
Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades I9 2
;}          T      IEM      PLATE 550       73.9     96.4       3.45     224.1       70.3       .9.0     19.2         69 IEK      PLATE
Surveillance Material. Irradiated to 1.12 x 10 n/cm h.
[      $      376     WELD         210       95.7   109.4       4.00     235.7       81.5     '11.1-     20.8         65 WELD         300       -92.7   105.9       4.00     198.9     '81.5     10.2       19.8:         59 3J1
TEST
      ^
.2% TIELD ULTIMATE FRACTURE FRACTURE FRACTURE UNIFORM
WELD         550       87.6   104.9       4.10     187.2       83.5       8.7     17.1         55 3J7                                                                                              19.5        - 65 HAZ           165       82.0     98.8       3.25     191.5       66.2       8.1 4E1.
-TOTAL' REDUCTION E
4EM       HAZ           225       78.9     96.8     -3.35     237.5       68.2.       7.1     17.5         .71 1                                                                                              73.3        6.3 '    14.7.        57 4EK       HAZ           550       73.9     94.7       3.60     -172.5                                             ,
SAMPLE TEMPERATURE STRENGTH STRENGTH LOAD
la I
' STRESS STRENGTH ELONGATION ELONGATION in AREA NtTMBER MATERIAL F
koi kat kip kai kai Z-IEL PLATE 210 81.9 97.8' 3.30 202.6 67.2 10.1 21.2 67
;}
T IEM PLATE 245 79.5 97.8 3.30 223.9 67.2-9.9 21.0-70
[
IEK PLATE 550 73.9 96.4 3.45 224.1 70.3
.9.0 19.2 69 376 WELD 210 95.7 109.4 4.00 235.7 81.5
'11.1-20.8 65 3J1 WELD 300
-92.7 105.9 4.00 198.9
'81.5 10.2 19.8:
59
^
3J7 WELD 550 87.6 104.9 4.10 187.2 83.5 8.7 17.1 55 4E1.
HAZ 165 82.0 98.8 3.25 191.5 66.2 8.1 19.5
- 65 1
4EM HAZ 225 78.9 96.8
-3.35 237.5 68.2.
7.1 17.5
.71 4EK HAZ 550 73.9 94.7 3.60
-172.5 73.3 6.3 '
14.7.
57 la I
h m
h m
y
y


                  -100 -J                                     e-o-e - O       de       a
-100 -J e-o-e - O de a
                        .                                                  L G
L G
w as                                     e
w as e
            . g 50     -
. g 50 g
g                                   .
E
E         :.                    /
/
                                          /
/
                          ' O " ?g.
' O " ?g.
0                      ''''''''''''''''a'                 '''''
''''''''''''''''a' 0
100 7         -
100 7
                                                        ~    e c , $ - .- o -- .
3 f.
3        ;
e c,
                        .                          f .
$ -.- o --.
20 o
~
g         -
-20 o
gpr_                o   .e-+?..........................
g gpr_
o
.e-+?..........................
$iS$
$iS$
  ''[j .:
''[j.:
y       ,
y
..N                         O UNIRRADIATED BASELINE                       *
..N O UNIRRADIATED BASELINE O
                        '                                  O  e d                   e THERMAL CAPSULE                           -
e d
a.. dp=         100 -                                                -
e THERMAL CAPSULE a.. dp=
L5dlhi       ;        .
100 L5dlhi O
* O    O l       n     ~         .                                  s
O l
., _  p.{   1         ,
n s
UNIRRADIATED f         { O         ,
~
BASELINE 50  -                                  THERMAL CAPSULE E         -
p.{
0   ' ^' M''''''''''''''''''''''''''
1 UNIRRADIATED f
                    -200     -100     -
{
0      100       200       300       400 TIIPERATURE ( F)
O BASELINE THERMAL CAPSULE 50 E
Figure 5-1. Thermal Capsule Charpy V-Notch Irpact Properties ~
0
for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-091384                           5-27
' ^' M''''''''''''''''''''''''''
-200
-100 0
100 200 300 400 TIIPERATURE ( F)
Figure 5-1.
Thermal Capsule Charpy V-Notch Irpact Properties ~
for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-091384 5-27


100  I                                               e P 4 - o --e n                   ,                                          e.
I e P 4 - o --e 100 n
se
e.
* e as 4
se e
    ..                                    =                     -
as 4
e                               .
=
0        'O'*''-               "  '''''''''''''''''''''
e 0
5 IN
'O'*''-
                                                                ,                                        s eo           e s               -                                                      ,
5 IN s
w                   .                                                                ,
eo e
: a.           60   -                                                                    l i:                                         y                 .                            i 1
-s w
.                                                              .                            e
a.
                                                  =
60 i:
y i
e
e
                                                                                          /                                         .
/
M **''''''''''''"''''"''''''
=
U
e
                                            .3 0        '9 0 UNIRR ADI ATED BASELINE                 ,
'9 M **''''''''''''"''''"''''''
200  -        e THERMAL CAPSULE O
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                                                                -                                              ,O       ,_.,_
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80923:1b-091384                                             5-28
Figure 5-2.
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for Palisades Weld Metal
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100 200 300 400 TIEPERATUtt ( F)
Figure 5-4.         Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 8092B:1b-092684                                 5-30
Figure 5-4.
Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 8092B:1b-092684 5-30


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Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-32


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Irradiated Capsule Charpy V-Notch Inipact Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (TransverseOrientation) 80928:1b-091984 5-36 5


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3 e
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a
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                                                                                          %:j                                        - ;.Q j 3
3 y;
M                                      T. a, 425                                    456                                                4AZ                              451 mop                                                  _ . . ,
us a
                                                                                                                                                          ,4..,  .
jg3 nJ 4Gl$
                                                                                                                                                                        .m ff                                                '# tj;t                    E-        :
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                                                                                    ~- N U; y
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                                                                                        ,-y;   ,s 3
w f3 4
us 3::)j                        ]a jg3                                           nJ                                         4Gl$                           .f ^A-i                                                                                                 '
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                                                  !r                                    N   -                                                    N w
.'j V
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2 1
                                                                                                                                                    .;;                      f3 4                     ,;i 1
.i n
2
il
                                                .i                                             .'j    .;
'[j
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il                                                 '[j                                             '}                         ;j,.
VI 9
VI                                                     9                                             :                      :.a 4AA                                   455                                                 454                             452 i                                 Figure 5-17.         Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen l                                                       Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-43
:.a
;j 4AA 455 454 452 i
Figure 5-17.
Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen l
Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-43


                    ~ ~
~ ~
(-                       - . .              '                                                                          ''q4 :
( -
                  ~s       ,
''q4 :
                                        %3 500 400       -
~s
g 300.           -
%3 500 400 g 300.
O 19                             WELD METAL--
O 19 WELD METAL--
w                           . PREDICTION
w
:g 200             -
. PREDICTION
                                                              - (CU=.25,P=.013)
:g 200
:                                  y i                                 a: 100           -                                                                                                                              l 2                 --
- (CU=.25,P=.013) y i
3             70 PLATE D-30031 -
a: 100 2
Z
3 70 PLATE D-30031 -
:o-                 -                                PREDICTION (CU=.34,P=.007)
Z PREDICTION
                                ' E          -
:o-
i;5 '.
' E (CU=.34,P=.007) i;5 '.
                                                    ~
6 PLATE D-30031
6 PLATE D-30031
                                    'E                                                                                               (TRAN8 VERSE) 9                                                                                     O PLATE D 30031 2                                   E                                                                                                 (LONGITUDINAL)
~
'E (TRAN8 VERSE) 9 O PLATE D 30031 2
E (LONGITUDINAL)
O WELD METAL :
O WELD METAL :
dl - 20         -
dl - 20 fil 4
fil 4
l-1 I
10                  l-     1           I       I l lll             l                 l- 1 I Illi 1018           2                         5       7 1018       2                       5       -7             1020 I                                                                                                     FLUENCE (n/cm2) 4 4
I l lll l
l-1 I Illi 10 1018 2
5 7
1018 2
5
-7 1020 2
I FLUENCE (n/cm )
4 4
i Figure 5-18. Comparison of Actual versus Predicted 30 ft-lb Transition Temperature Increases for the Palisades Surveillance Weld Material, Based on the Prediction
i Figure 5-18. Comparison of Actual versus Predicted 30 ft-lb Transition Temperature Increases for the Palisades Surveillance Weld Material, Based on the Prediction
                                                        -Methods of Regulatory Guide 1.99 Revision 1 8092B:1b-091984                                                           5-44 f
-Methods of Regulatory Guide 1.99 Revision 1 f
8092B:1b-091984 5-44


l 100   -                                                                                                              l l
l 100 ULTIMATE g TENSILE n.
ULTIMATE
STRENGTH me bS 0.2% YlELD E,, s0 STRENGTH g
: n.       .                      -
0 O UNIRRADIATED 4 IRRADIATED 80 A
g- TENSILE me                                                                                                             STRENGTH
a e
                .          bS         %_                                                                            0.2% YlELD
m;0 REoucTiOu
_-                                                    STRENGTH E,, s0   -
=
g         .
. g IN AREA 60 E
0     ''''''''''''''''''''''''''''''''''
~
O UNIRRADIATED 4 IRRADIATED 80 A       a
~
                -          e
>=
                =                                                                                            m;0 REoucTiOu
>= 40 sJ U
                                                                                                              . g IN AREA 60 -
N Qm_-
E
TOTAL ED Cr,j A
      ~
ELONGATION 30 k
                ~
UNIFORM 9-e g
        >=     .
ELONGATION 0
      =sJ 40  -
'''''''''''''''''''''''''''''t O
U A
100 200 300 400 500 000 TERPERATURE ( F)
ED N Qm_-                                                                                   TOTAL Cr,j ELONGATION 30 -
Figure 5-19. Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (longitudinal Orientation) 80928:1b-091984 5-45
k                                                                                        UNIFORM 9-       e                                                                         g     ELONGATION 0     '''''''''''''''''''''''''''''t                                                                       ''' '
O              100           200         300                 400           500                   000 TERPERATURE ( F)
,              Figure 5-19. Thermal Capsule Tensile Properties for                                                               l Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (longitudinal Orientation) 80928:1b-091984                                       5-45


C
C
(
(
l                 .
l
          -100     -
-100 4-m ULTIMATE q y TENSILE
4-                                             m         ULTIMATE
[
[     ^                     g                                              q y TENSILE
g STRENGTH
                  =         ,                                                          STRENGTH
^
      ==,
=
e a i
 
                          -?
==,
      .as         -
-?
n          -        $                                                    =    0.2% YlE LD
a i
                                                                            'N STRENGTH
e
    .m.
.as 0.2% YlE LD
as   50   -
=
as 0
'N STRENGTH n
1 O UNIRRADIATED                                                   ;
.m.
e IRRADIATED                                                     l l
as 50 as 0
1 O UNIRRADIATED e IRRADIATED l
80 -
80 -
              "% q O
"% q O
REDUCTION 60   -                                      -
REDUCTION 60 r'
r'
IN AREA w
        .                                                                              IN AREA w
O O o
OO w       .
w
o
>~ 40 1
        ~1 40    -
me
me       .
~
                                                              ~
t; i
i t;       .
I b
g I b         _G-j g    ,
_G-Q TOTAL.
                                                                            "y Q    TOTAL.
g j
                                                                                  , ELONGATION
"y, ELONGATION g
              < r                                                           8 n UNIFORM i
<r 8 n UNIFORM i
N g_                                                     MS i
N g_
                -                                                                    ELONGATION 0     '''''''''''''''''''''''''''''''''''
MS ELONGATION i
O        100       200       300     400       500             000 i
0 O
TEllPERATURE ( F)
100 200 300 400 500 000 TEllPERATURE ( F) i Figure 5-20.
Figure 5-20. Thermal Capsule Tensile Properties for l                                     Palisades Weld Metal i
Thermal Capsule Tensile Properties for l
(-   80928:1b-091984                               5-46
Palisades Weld Metal i
(-
80928:1b-091984 5-46


4 100 -
4 100
                                      *9. %                                                                    ULTIMATE
*9 ULTIMATE M TENSILE
                    .m               *
.m
                                                  -                                                    M TENSILE
"~'
                                                                                                        "~'
-STRENGTH
                        =e                                                                                    -STRENGTH e
=ee nM w
* nM w                   G--
G--
W                                                             0.2% YlELD         )
W 0.2% YlELD STRENGTH
STRENGTH
- gQ m
                                  - gQ m E             -
E l
l 0
0 O UNIRRADIATED i-
O UNIRRADIATED i-                                                               # IRRADIATED I
# IRRADIATED I
4                               g
4 g
* Q a nEoucTioN
O Q a nEoucTioN
!                                      .          O
. O g IN AREA n
                                                                                                        . O g IN AREA n   .
1 M
1                             M w         .
w
'                              >=       .
>=
                              .a 40
> 40
                              ~       -
~
:                              =       -
.a
                                        ,9                                                                           NGATION
=
                                        " 8_
,9 NGATION W
W, y - UNIFORM
y - UNIFORM
                                                    -                                                      . ELONGATION A ' ' A             A A A A $ 1 A 1 i$ R R A A $ 1 1 A A $ 1 1 1 A $ 1 a 1 1 i                                   0                 100           800     300       400       600       000 TEMPERATWEE ( F)
" 8_
Figure 5-21. Thermal Capsule Tensile Properties for if                                                                  Palisades Wald Heat Affected Zone Metal i.
ELONGATION A ' ' A A A A A $ 1 A 1 i$ R R A A $ 1 1 A A $ 1 1 1 A $ 1 a 1 1 i
80928:1b-0919El                                                 5-47
0 100 800 300 400 600 000 TEMPERATWEE ( F)
Figure 5-21. Thermal Capsule Tensile Properties for i
Palisades Wald Heat Affected Zone Metal f
i.
80928:1b-0919El 5-47


10644 1 Te t t6*
10644 1 Te t t6*
Te t at 0 Te te t50 1234       6789 0         10THS           1 INCHES Figure 5-22. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-48
Te t at 0
Te te t50 1234 6789 0
10THS 1
INCHES Figure 5-22. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-48


10644-2 Te t t       0 Te t t l
10644-2 Te t t
1 Te t t       0 i
0 Te t t
i                                                                                                                 ,
l 1
:                                                                                                                [
Te t t
!                              1234         6789 i                                         5 0           10THS           1                                                       ;
0 i
i
[
1234 6789 i
5 0
10THS 1
lNCHES l
lNCHES l
l l
l l
Figure 5-23. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal 5-49 i
Figure 5-23. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal 5-49 i


tosua Te te   t2*
tosua Te te t2*
Te t at 4' 1
Te t at 4'
i l
i l
Te t   t50         !
Te t t50 i.
i.
i j
i j
i                                                                                         !
i 1234 6789 l
!                          1234         6789 l                                     5 I                       O         10THS           1 INCHES                                                 l
5 I
                                                                                          +
O 10THS 1
INCHES
+
P l
P l
Figure 5-24. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal j
Figure 5-24. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 5-50 j
5-50
 
o
: g. : g ;
: g. : g ;
M                                            FIGURE 5-25 h                       Typcial Stress-Strain Curve for Tension Specimens b*  :
oM FIGURE 5-25 h
Typcial Stress-Strain Curve for Tension Specimens b
s 8
s 8
a 129008 ru.xs usi.o M
a 129008 ru.xs usi.o M
195888   -
195888 so-Jun.-se Test Tsw=-se*F GA E IR Em >1sn DI. m 25an g..
so-Jun.-se Test Tsw=-se*F GA E IR Em >1sn DI. m 25an g..                                                               X6 IW'EEDsMan/asa 75388
X6 IW'EEDsMan/asa 75388 m
* m m -
m -
E s
E L esses -
L esses -
sm 45898 -
m 45898 -                                                                                         .
~
~
3SSSW 15888 g       :                    :      -
3SSSW 15888 g
8   .825 .35 . 875       .1   .125   .15   .175   .2 .225               .25 .275 .3 in/in STRAIN
8
.825.35. 875
.1
.125
.15
.175
.2
.225
.25
.275
.3 in/in STRAIN


m
m
                  ~
~
0                                                                         ?       ULTIMATE
0 ?
                  ,                                                                                                              TENSILE
ULTIMATE TENSILE STRENGTH
                          &                                                                                                      STRENGTH e             =                                                                                                   ?
?
d                   g
e
                          .                                                                                                      0 O y .2%STRENGTH YlELD B05 E         -
=
p 1 1 A 1 $ f R A A l 9 9 3 A l t A A 1 $ A A A E ! e A A 1 $ i R A A                           _
d g
O UNIRRADIATED e IRRADIATED 80 4
O y.2% YlELD 0
                            % .-             4                                                                                   REDUCTION IN AREA M
B0 STRENGTH 5
I b=       .
E p
De
1 1 A 1 $ f R A A l 9 9 3 A l t A A 1 $ A A A E ! e A A 1 $ i R A A O UNIRRADIATED e IRRADIATED 80
          ; 40   -
%.-4 REDUCTION 4
i' e       =
IN AREA M
                                                                                                                      @ g TOTAL g   ,                          g __ ;__                                                                         -  ELONGATION
b=
                ,        a
I De; 40 i
* UNIFORM 9                                                                             ELONGATION l             0     " ' '  '''''''**'''a                     * * * ' - - - - 8 >>                                               s       -
e
0              100       200       300                   400                           800                 800
@ g TOTAL
;                                                TEMPERATURE (F)
=
\
ELONGATION g
Figure 5-26.       Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 928:1b-091984                                 5-52 l                           .
g __ ;__
a UNIFORM 9 ELONGATION l
0
'''''''**'''a
* * * ' - - - - 8 >>
s 0
100 200 300 400 800 800 TEMPERATURE (F)
\\
Figure 5-26.
Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 928:1b-091984 5-52 l


                                                                                  * % e __                                                                           _
* % e __
iM   ,                                                                                                                                                          ULTIMATE TENSILE g' N S-                                                                                                 STRENGTH a
ULTIMATE iM TENSILE g' N S-STRENGTH Q
Q
= O-a e
                              .            = O-                                                                                                                     <
0.2% YlELD Je STRENGTH w
l e                                                                                                                                                                      0.2% YlELD Je           -
sk l
w                                                                                                                                                                      STRENGTH sk                                                                                                                                                     l g 50         -
g 50 g;
g; 1                             -
1 i
i                             .
0 O UNIRRADIATED G IRRADIATED 80
0 O UNIRRADIATED G IRRADIATED 80 a
: No N
:             No                                     N j
a :
y
= ~
                  *          =
y j
:                                                                      %,                                                                      = ~
=
                  >=       .
0
0 9*
>=
!                  =
9*
en 40  -
= 40 en m
;                  m         .
: lip 1
: lip 1
A         "
A TOTAL 20
TOTAL                   l 20
-_- e _
:                            -                                                    *-                -_- e _                                                                 ELONGATION
ELONGATION A A UNIFORM 1
                            *                                                    #                                                                                  A A" UNIFORM                   1
"g ELONGATION
                                                                                                        -w-                                                          "g     ELONGATION
-w-I ' I '
                            .                                                                                                                                                                        l' I ' I '                         ' I I I ! I iii! R i i i l 1 i i A l 1 A R A l 1 A A A O                 100                           200                   300                                     400 500                         800 TEMPERATUIR ( F) l Figure 5-27                                 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Weld Metal l                                                                                                                                             .
' I I I !
80928:1b-091984                                                                 5-53
I iii! R i i i l 1 i i A l 1 A R A l 1 A A A O
100 200 300 400 500 800 TEMPERATUIR ( F) l Figure 5-27 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Weld Metal l
80928:1b-091984 5-53


_.    -.    ~ .                                  .
~.
k g-
k g-
                                                    ,                                                                                            -e% ULTIMATE g                                                                                 TENSILE m
-e% ULTIMATE g
                              =
TENSILE en STRENGTH m
en ~@-                                                   STRENGTH e ..                                                                                                               =
=
d
~@-
* thr 0.2% YlELD STRENGTH E00                   _
e..
h                     .
=
t 0               ''''''''''''''''''''''''''''''''''
d 0.2% YlELD thr STRENGTH E00 h
t 0
O UNIRRADIATED G 1RRADIATED i
O UNIRRADIATED G 1RRADIATED i
80
80 R
                                                  .                R 80 O                        .#e                     X                           Q a REOucTiON D U IN AREA         ;
.#e X
SE w                 .
Q a REOucTiON O
i                               >=               .
D U IN AREA 80 SE w
I                               N 1                               ~ 40 en i                               en             .
i
l 3               =
>=
TOTAL M           "
I N
N ELONGATION
1
                                                ,                                                                                                      UNIFORM l
~ 40 en i
0           _g_                                         ,    ELONGATION
en l
!                                    O               "''''''''''''''''''''''*'*''''''''
3
j                                       0                             100                         800       300       400   600                 300 TEMPREATURE ( F)
=
;                                Figure.5-28.                           Irradiated Capsule Tensile Properties for
TOTAL ELONGATION M
:                                                                        Palisades Weld Heat Affected Zone Metal
N UNIFORM l
;                    80928:1b-091984                                                                     5-54 l
0
_g_
ELONGATION O
j 0
100 800 300 400 600 300 TEMPREATURE ( F)
Figure.5-28.
Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 80928:1b-091984 5-54 l


    -                                                                                    10644-4 Te t at 2 0 et at   5 i
10644-4 Te t at 2 0 et at 5
I Te t at 5 0 I
i I
i 1234         6789 0         10THS             1                                           !
Te t at 5 0 I
i                                       INCHES                                                         j i
i 1234 6789 0
10THS 1
i INCHES j
i i
i i
l i
i l
f                    Figure 5-29. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (LongitudinalOrientation}
i f
Figure 5-29. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (LongitudinalOrientation}
5-55 i
5-55 i
emM w --
ewww e mNse=
.w--e w + 9e-'r-sur w emme-
+ wee---n--m een


1064S 5
1064S 5
(
(
hh!t at20h fe!t!at30 1
hh!t at20h fe!t!at30 1
e!t! at 5!0 1234         6789 0           10THS         1
e!t! at 5!0 1234 6789 0
!                        INCHES i
10THS 1
l I
INCHES i
l i
l.
I i
Figure 5-30. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal l
Figure 5-30. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal l
i i
i i
Line 1,957: Line 3,005:


10644-6 i
10644-6 i
Te!tEkt!!5k Te!tEkt255h                 j Te!tEkt5!0I i
Te!tEkt!!5k Te!tEkt255h j
1234         6789 l
Te!tEkt5!0I i
0           10THS             1 INCHES i
1234 6789 l
0 10THS 1
INCHES i
i i
i i
I 1
I 1
l i                                                                                                                                     !
l i
h Figure 5-31. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 1
h Figure 5-31.
5-57 l                                                                                                                                 .
Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 5-57 l
l--_ _ ____ _ __ . __ _- _ __ _ _ _ _                                                                          _                    _
l--


7-           y                     '-
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g
(
                                                          ~
~
(                                            ,
4 m
4               ,
-SECTION 61 RA0!ATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY:
m
~6-1h INTR 000CTION.
                                                        -SECTION 61 RA0!ATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY:
        ~6-1h INTR 000CTION.                                                                                                                                      .
IKnowledge of the neutron environment within the pressure vessel / surveillance, capsule' geometry is required'as an integral part of LWR pressure vessel--
IKnowledge of the neutron environment within the pressure vessel / surveillance, capsule' geometry is required'as an integral part of LWR pressure vessel--
surveillance programs.for two reasons. First, in-the interpretation of radiation-indu::ed properties changes observed in materials - test. specimens the neutron environment.(fluence, flux).to which the. test specimens were exposed-must be known. Second in relating the changes observed in the test specimens to the present and future condition of-the reactor pressure ' tssel, a                                                                               ,
surveillance programs.for two reasons.
relationship must be established between the environment at various positions
First, in-the interpretation of radiation-indu::ed properties changes observed in materials - test. specimens the neutron environment.(fluence, flux).to which the. test specimens were exposed-must be known. Second in relating the changes observed in the test specimens to the present and future condition of-the reactor pressure ' tssel, a relationship must be established between the environment at various positions
        ~within the reactor vessel and that-experienced by the test specimens. The former requirement is normally met by employing a combinattu..of rigorous analytical techniques and measurements obtained with passive neutron flux monitors contained in the surveillance capsule. The latter information is derived solely from bench-marked analyses.
~within the reactor vessel and that-experienced by the test specimens.
{         1his section describes a discrete ordinates.S, transport analysis performed for the Palisades reactor to determine the fast neutron (E > 1.0 MeV)' flux and fluence as well.as the neutron energy spectra within the reactor vessel and
The former requirement is normally met by employing a combinattu..of rigorous analytical techniques and measurements obtained with passive neutron flux monitors contained in the surveillance capsule. The latter information is derived solely from bench-marked analyses.
.        surveillance capsule. The analytical data were then used to develop a lead factor for use in relating neutron exposure of the pressure vessel to that of the surveillance capsule. Based on spectrum-averaged reaction cross sections derived from this calculation, the analysis of the neutron dosimetry contained in Capsule W-290 is discussed and comparisons with analytical predictions are presented.
{
1         6.2. DISCRETE ORDINATES ANALYSIS A plan view of Palisades reactor geometry at core midplane is shown in Figure 6-1. Since the reactor exhibits 1/8 th core symmetry, only a zero to 45 degree sector is depicted. Six wall capsules attached to the reactor vessel are included in the design to constitute the reactor vessel surveillance
1his section describes a discrete ordinates.S, transport analysis performed for the Palisades reactor to determine the fast neutron (E > 1.0 MeV)' flux and fluence as well.as the neutron energy spectra within the reactor vessel and surveillance capsule.
$                                                                                                                                                                  l 81488:1b/092684                                   6-1                                                                                           ,
The analytical data were then used to develop a lead factor for use in relating neutron exposure of the pressure vessel to that of the surveillance capsule. Based on spectrum-averaged reaction cross sections derived from this calculation, the analysis of the neutron dosimetry contained in Capsule W-290 is discussed and comparisons with analytical predictions are presented.
                                ,~~- ,          , ,. ,      ,n.- - , . . . , - , . , , - , ~ . . . , . , , , - + , - -    . - , - - - . , . - - . , - ,  -
1 6.2.
DISCRETE ORDINATES ANALYSIS A plan view of Palisades reactor geometry at core midplane is shown in Figure 6-1.
Since the reactor exhibits 1/8 th core symmetry, only a zero to 45 degree sector is depicted. Six wall capsules attached to the reactor vessel are included in the design to constitute the reactor vessel surveillance 81488:1b/092684 6-1
, ~ ~ -
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-,..., -,.,, -, ~...,.,,, - +, - -


E 48/44/10555 2 00 20 0
E 48/44/10555 2 00 0
                                  ///
20 CAPSULES
CAPSULES W-290 PRESSURE VESSEL                           ,
///
                                                    /_ / /
W-290 PRESSURE VESSEL
                                                                      /
/_ / /
WATER
/
                                                          ,.                                    450 7,                             .
WATER 450 7,
HARREL WATER
HARREL WATER
                                                                        /
>/
                                                                  /
/
                                                          /
/
                                                    /
/
I     I     I       I       I       --
I I
j Figure 6-1. Palisades Reactor Geomatry 81408:lb/091884                                   6-2                     -
I I
l l__                            -,.___ _ _ _
I j
Figure 6-1. Palisades Reactor Geomatry 81408:lb/091884 6-2 ll__


4 Y                                                                             ,
4 Y
l Acceleceed                                                                                               Wall g                                                                                                       W-40 Reactor Vessel                                                                                           Wall Core Support Barree                                 \\\\
Acceleceed Wall g
Core SM                               ,h                                                             -
W-40 Reactor Vessel Wall Core Support Barree
W-110 l                                                                   lim l r           '
\\\\\\\\
Core SM
,h W-110 l
lim l r
g 180*
g 180*
l                                                             s
l s
'm; i
{
{
                                                                        'm; i                                                i
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(
$                                          Well W-290 i
i Well Amentereted W-290 A 340 i
(                          Amentereted A 340 i
\\\\'\\\\_\\\\\\
w    o                                  \\'\\_\\\                                                     W   o j
W o
l
w o
j l
?
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l i
l i
I Figure 6-2A. Plan View of Palisades Wall Capsules 81488:1b/092684                                   6-3
I Figure 6-2A.
Plan View of Palisades Wall Capsules 81488:1b/092684 6-3


  ~'
~'
a
a
              's.;
's.;
48/44/10555 1 NNNNNNN PRESSURE VESSEL Ny XNNxNNN
48/44/10555 1 NNNNNNN Ny PRESSURE VESSEL
                        -'N                                                                                                                         N a
-'N XNNxNNN N
U Ti Fe                             UCd                       CuCd                         1.503
a U Ti Fe UCd CuCd 1.503 GGG GGG INCHES
                                  ~
~
GGG                                      GGG                                        -
NiCd V
INCHES NiCd V
l 200 i
l 200                                                                                                                           i 2.178                                                           >
2.178 INCHES 1
!                                                                            INCHES 1
\\\\\\\\\\\\'CO,RE BANRELN\\\\\\\\\\\\\\}
                          \\\\\\'CO,RE BANRELN\\\\\\\}
Figure 6-28.
Figure 6-28.         Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule 81488:1b/092684                                                   6-4 c
Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule 81488:1b/092684 6-4 c
      . . _ .            . _ , ,  __._,.__.._-.._.m.___     . _ - - , , , , _ , - . , , , _ _ . , , . _ , . , , , _ _ _ _ , _ . . _ , , . _      .,,_,_..__.-____,,_y_,..._._             m.,.-~ . , . . , . ,
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g   -
g
                                                                                                              .j i
.j A-
A-                 'T'^                   d
'T'^
          ~
d i
m 1     -
~
m 1
TABLE;6-1
TABLE;6-1
                                                                                                          ~
~
26 GROUP' ENERGY STRUCTURE-Lower Energy.
26 GROUP' ENERGY STRUCTURE-Lower Energy.
                                                                            .i           . Lower Energy.
.i
tGroup                 (MeV)-                 Group ~   _ -(MeV)
. Lower Energy.
                                      ' 1 :-             14.19(a)'               25           0.183
tGroup (MeV)-
.                                      2:               12.21-                 -26         = 0.'111 -
Group ~
3               10.00:
_ -(MeV)
4-               .8.61'
' 1 :-
                                    -'S                   7.41=
14.19(a)'
                                                                                                  ~i 6-                 6.07 7                 4.97
25 0.183 2:
: 8.               .3.68 9                 3.01
12.21-
* 10                   2.73 11                   2.47 12                   2.37 13                   2.35 I                                     14                   2.23 4
-26
15                   1.92                                                   .
= 0.'111 -
j                                     16                   1.65 17                   1.35' 18                   1.00 19                   0.821 20                   0.743 a                                   21                   0,608 22                   '0.498 l-                                   23                   '0.369 24                   0.298                                                   i J
3 10.00:
l              a. 'The upper energy of group 1 is 17.33 MeV.
4-
1 81488:1b/091884                                       6-5 j
.8.61'
-'S 7.41=
~i 6-6.07 7
4.97 8.
.3.68 9
3.01 10 2.73 11 2.47 12 2.37 13 2.35 I
14 2.23 15 1.92 4
j 16 1.65 17 1.35' 18 1.00 19 0.821 20 0.743 a
21 0,608 22
'0.498 l-23
'0.369 24 0.298 i
J l
: a. 'The upper energy of group 1 is 17.33 MeV.
81488:1b/091884 6-5 j


program. A plan view of the surveillance capsules attached to the reactor               '
program. A plan view of the surveillance capsules attached to the reactor vessel is shown in Figure 6-2A.
vessel is shown in Figure 6-2A. As seen in Figure 6-28, the stainless steel capsule holder is basically a 1.503-inch by 2.178-inch rectangular tube with'a 0.12 inch wall. The monitors are' embedded in carbon steel.
As seen in Figure 6-28, the stainless steel capsule holder is basically a 1.503-inch by 2.178-inch rectangular tube with'a 0.12 inch wall. The monitors are' embedded in carbon steel.
      .From a neutronic standpoint, the surteillance capsule structures are significant. In fact, as is shown later, they have a marked effect on the distributions of neutron flux and energy spectra in the water annulus between the core barrel and the reactor vessel. Thus, in order to properly ascertain the neutron environment at the test specimen locations, the capsules themselves must be included in the analytical model. Use of at least a two-dimensional computation is therefore mandatory.
.From a neutronic standpoint, the surteillance capsule structures are significant.
In the analysis of the neutron environment within the Palisades reactor geometry, predictions of neutron flux magnitude and energy spectra were made with the 00T     two-dimensional discrete ordinates code. The radial and azimuthal distributions were obtained from an R,0 computation wherein the geometry shown in Figure 6-1 was described in the analytical model.
In fact, as is shown later, they have a marked effect on the distributions of neutron flux and energy spectra in the water annulus between the core barrel and the reactor vessel. Thus, in order to properly ascertain the neutron environment at the test specimen locations, the capsules themselves must be included in the analytical model. Use of at least a two-dimensional computation is therefore mandatory.
The R,0 analyses employed 26 neutron energy groups and a P               3 expansion of the scattering cross sections. lhe cross sections used in the analyses were obtained from the_SAll.0R cross section library     which was developed specifically for light water reactor applications.       The neutron energy group structure used in the analysis is listed in Table 6-1.
In the analysis of the neutron environment within the Palisades reactor geometry, predictions of neutron flux magnitude and energy spectra were made with the 00T two-dimensional discrete ordinates code.
A key input parameter in the analysis of the integrated fast neutron exposure of the reactor vessel is the core power distribution. For this analysis, Palisades Cycle 5 power distributions were employed.                 These input distributions include rod-by-rod spatial variations for all peripheral fuel assemblies.
The radial and azimuthal distributions were obtained from an R,0 computation wherein the geometry shown in Figure 6-1 was described in the analytical model.
The R,0 analyses employed 26 neutron energy groups and a P expansion of 3
the scattering cross sections.
lhe cross sections used in the analyses were obtained from the_SAll.0R cross section library which was developed specifically for light water reactor applications.
The neutron energy group structure used in the analysis is listed in Table 6-1.
A key input parameter in the analysis of the integrated fast neutron exposure of the reactor vessel is the core power distribution. For this analysis, Palisades Cycle 5 power distributions were employed.
These input distributions include rod-by-rod spatial variations for all peripheral fuel assemblies.
Having the results of the 4,0 calculation and an axial peaking factor, three-dimensional variations of neutron flux may be approximated by assuming that the following relation holds for the applicable regions of the reactor.
Having the results of the 4,0 calculation and an axial peaking factor, three-dimensional variations of neutron flux may be approximated by assuming that the following relation holds for the applicable regions of the reactor.
4 81488:lb/092684                     -
4 6-6 81488:lb/092684
6-6


r                           -
r
                                                                                                        ~
('q.
                    '    ~
.2-
('q.       .2-             .yy; pc.                               4       -
~
                                                                                    - v.
.yy; pc.
r 7$(R,Z,9,E )         --$(R,9,E ) x-1.20                                   (6-1);
~
g             g.                                 _
4
      +
- v.
        .,    . v.
r 7$(R,Z,9,E )
                      . where             _
--$(R,9,E ) x-1.20 (6-1);
                                $(R',Z,0,E g
g g.
                                              ). - neutron flux at' point'R,Z,0'within energy group g.
+
t ',                       .'$(R,0,E )-'       = neutron-flux'at point'R,0 within. energy group.g g
. v.
obtained from'the R,9' calculation 1.2             - axial peaking' factor for the midplane of..the core
. where
                      -81488:lb/092084                               6-7
$(R',Z,0,E ). - neutron flux at' point'R,Z,0'within energy group g.
g t ',
.'$(R,0,E
)-'
= neutron-flux'at point'R,0 within. energy group.g g
obtained from'the R,9' calculation 1.2
- axial peaking' factor for the midplane of..the core
-81488:lb/092084 6-7


6-3. NEUTRON 00SIMETRY The passive neutron flux monitors included in Capsule W-290 of Palisades are listed in lable 6-2. The ffrst five reactions in Table 6-2 are used as fast neutron monitors to relate neutron fluence (E > 1.0 MeV) to measured material property changes.
6-3.
TABLE 6-2 NUCLEAR CONSTANTS FOR NEUTRON FLUX MONITORS CONTAINED IN THE PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE Target                   Fission Weight       Product     Yield Monitor Material       Reaction of Interest         Fraction     Half-life     (%)
NEUTRON 00SIMETRY The passive neutron flux monitors included in Capsule W-290 of Palisades are listed in lable 6-2.
Copper (a)             Cu 63 (n,a) Co 60          0.6917       5.27 years" Iron                   fe     (n.p) Mn             0.0585       314 days Nicke1 I#I             NiS8 (n.p) CoS8             0.6777       71.4 days Uranium-238 I#I        U238 (n.f) Csl37             1.0           30.2 years   6.3 Titanium               T146 (n.p) Sc46             0.0825       83.8 days Uranium               U       (n.f) Cs             1.0           30.2 years     6.3
The ffrst five reactions in Table 6-2 are used as fast neutron monitors to relate neutron fluence (E > 1.0 MeV) to measured material property changes.
: a. Denotes that monitor is cadmium-shielded The relative locations of the various monitors within the surveillance capsule are shown in Figure 6-2.
TABLE 6-2 NUCLEAR CONSTANTS FOR NEUTRON FLUX MONITORS CONTAINED IN THE PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE Target Fission Weight Product Yield Monitor Material Reaction of Interest Fraction Half-life
1 81488:1b/092084                         6-8
(%)
Copper (a) 63 (n,a) Co 0.6917 5.27 years" 60 Cu Iron fe (n.p) Mn 0.0585 314 days I#I Nicke1 NiS8 (n.p) CoS8 0.6777 71.4 days Uranium-238 U238 (n.f) Csl37 I#I 1.0 30.2 years 6.3 Titanium T146 (n.p) Sc46 0.0825 83.8 days Uranium U
(n.f) Cs 1.0 30.2 years 6.3 a.
Denotes that monitor is cadmium-shielded The relative locations of the various monitors within the surveillance capsule are shown in Figure 6-2.
1 81488:1b/092084 6-8


g The use of passive monitors such as those listed in Table 6-2 does not yield a direct measure of the energy-dependent flux level at the point of interest.
g The use of passive monitors such as those listed in Table 6-2 does not yield a direct measure of the energy-dependent flux level at the point of interest.
Rather, the activation or fission process is a measure of the integrated effect that the time- and energy-dependent neutron flux has on the tirget material over the course of the irradiation period. An accurate assessment of the average neutron flux level incident on the various monitors may be derived from the activation measurements only if the irradiation parameters are well known. In particular, the following variables are of interest, o   The operating history of the reactor o   The energy response of the monitor o   The neutron energy spectrum at the monitor location l                         ,
Rather, the activation or fission process is a measure of the integrated effect that the time-and energy-dependent neutron flux has on the tirget material over the course of the irradiation period. An accurate assessment of the average neutron flux level incident on the various monitors may be derived from the activation measurements only if the irradiation parameters are well known.
: o. The physical characteristics of the monitor The analysis of the passive monitors and subsequent derivation of the average neutron flux requires completion of two operations. First, the disintegration rate of product isotope per unit mass of monitor must be determined. Second, in order to define a suitable spectrum-ave. aged reaction cross section, the neutron energy spectrum at the monitor location must be calculated.
In particular, the following variables are of interest, o
The specific activity of each of the monitors is determined using established ASTM procedures.           ,8,9, M , H )
The operating history of the reactor o
The energy response of the monitor o
The neutron energy spectrum at the monitor location l
o.
The physical characteristics of the monitor The analysis of the passive monitors and subsequent derivation of the average neutron flux requires completion of two operations. First, the disintegration rate of product isotope per unit mass of monitor must be determined.
: Second, in order to define a suitable spectrum-ave. aged reaction cross section, the neutron energy spectrum at the monitor location must be calculated.
The specific activity of each of the monitors is determined using established ASTM procedures.
,8,9, M, H )
Following sample preparation, the activity of each monitor is determined by means of a lithium-drifted germanium, Ge(Li),
Following sample preparation, the activity of each monitor is determined by means of a lithium-drifted germanium, Ge(Li),
gamma spectrometer. The overall standard deviation of the measured data is a l                       function of the precision of sample weighing, the uncertainty in counting, and the acceptable error in detector calibration. For the samples removed from Palisades, the overall 2a deviation in the measured data is determined to be plus or minus 10 percent. The neutron energy spectra are determined analytically using the method described in paragraph 6-1.
gamma spectrometer.
Having the measured activity of the monitors and the neutron energy spectra at the locations of interest, the calculation of the neutron flux proceeds as follows. The reaction product activity in the monitor 1:, expressed as N             {               n P R=[f     g Y.JE a(E)+(E)dE I j.1 [ max (1-e-U j) e ~Md               (6-2)
The overall standard deviation of the measured data is a l
                    . 81488:lb/092084                                 6-9
function of the precision of sample weighing, the uncertainty in counting, and the acceptable error in detector calibration. For the samples removed from Palisades, the overall 2a deviation in the measured data is determined to be plus or minus 10 percent. The neutron energy spectra are determined analytically using the method described in paragraph 6-1.
    .          2-   ,. ; ' ;-. _ sg : _ ; ..               .4 ': '_'"'';+' ,e ' *i ' f; I ,,hi ^. e ~ *;*
Having the measured activity of the monitors and the neutron energy spectra at the locations of interest, the calculation of the neutron flux proceeds as follows.
                                                                                                              ^
The reaction product activity in the monitor 1:, expressed as N
{
n P R=[f j.1 [ max(1-e-U ) e ~Md (6-2)
Y.J a(E)+(E)dE I j
g E
81488:lb/092084 6-9 2-
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' *i ' f; I,,hi ^. e ~ *;*
h l.f
h l.f
^


h where                                               '
h where R
R            = induced product activity N           = Avogadro's number A           = atomic weight of the target isotope fg          - weight fraction of the target isotope in the target material Y           = number of product atoms produced per reaction a(E)       - energy dependent reaction cross section 4(E)       - energy dependent neutron flux at the monitor location with the reactor at full power
= induced product activity N
                                                              = average core power level during irradiation period j P)
= Avogadro's number A
P          = maximum or reference core power level A           = decay constant of the product isotope
= atomic weight of the target isotope f
                                                              = length of irradiation period j t) t          = decay 'tirr.e following irradiation period j d
- weight fraction of the target isotope in the target material g
Because neutron flux distributions-are calculated using multigroup transport methods and, further, because the prime interest is in the fast neutron flux above 1.0 MeV, spectrum-averaged reaction cross sections are defined such that
Y
.                                            the integral term in equation (6-2) is replaced by the following relation.
= number of product atoms produced per reaction a(E)
E tr(E)+(E)dE - & 4 (E > 1.0 MeV) where N
- energy dependent reaction cross section 4(E)
                                                          " " a(E)+(E)dE         I a499 o                , a=1 g ,,I "       0(E)dE N
- energy dependent neutron flux at the monitor location with the reactor at full power P)
J .0 1 MeV I
= average core power level during irradiation period j P
* 9"91.g0 MeV Thus, equation (6-2) is rewritten R=       f gY a 4 (E > 1.0 MeV)     I       (1-e-Alj ) e-Ald j1     max or, solving for the neutron flux, 81488:1b/092084                                 6-10
= maximum or reference core power level A
= decay constant of the product isotope t)
= length of irradiation period j t
= decay 'tirr.e following irradiation period j d
Because neutron flux distributions-are calculated using multigroup transport methods and, further, because the prime interest is in the fast neutron flux above 1.0 MeV, spectrum-averaged reaction cross sections are defined such that the integral term in equation (6-2) is replaced by the following relation.
tr(E)+(E)dE - & 4 (E > 1.0 MeV)
E where N
" " a(E)+(E)dE I a4 99
, a=1 o
g,,I "
N 0(E)dE I
* J.0 MeV 1
9"9.g 1 0 MeV Thus, equation (6-2) is rewritten R=
f Y a 4 (E > 1.0 MeV)
I (1-e-Al ) e-Ald j
g j1 max or, solving for the neutron flux, 81488:1b/092084 6-10


        $(E > 1.0 MeV) N               n j                    (6-3)
$(E > 1.0 MeV) N
[f Yi'I'[Pj-1 3      -(l-e-At max
[f Yi'I'[P -(l-e-At ) e-Atd (6-3) n 3
                                                      ) e-Atd The total fluence above 1.0 MeV is then given by n   P I  l j
j j-1 max The total fluence above 1.0 MeV is then given by n
          #(E) 1.0 MeV) = $(E> 1.0 MeV) I       p                               p j=1     max where g-  b P
PI l
                    , , total effective full power seconds of reactor
#(E) 1.0 MeV) = $(E> 1.0 MeV) I j
                    ~j   operation up to the time of capsule removal
p p
          ),j 6-4.     TRANSPORT ANALYSIS RESULTS Results of the Sn transport calculations for the Palisades reactor are summarized in Figures 6-3 the ough 6-10 and 1:. Tr <es 6-3 and 6-4. In Figure 6-3, the calculated maximum neutron flux levels at the surveillance capsule centerline, pressure vessel inner radius, 1/4 thickness location, and 3/4 thickness location are presented as a function of azimuthal angle. The influence of the surveillance capsules on the fast neutron flux distribution is clearly evident. In Figure 6-4, the radial distribution of maximum fast neutron flux (E > 1.0 MeV) through the thickness of the reactor pressure vessel is shown.
j=1 max where b
8148C:lb/092084                           6-11
,, total effective full power seconds of reactor g-P
~j operation up to the time of capsule removal
),j 6-4.
TRANSPORT ANALYSIS RESULTS Results of the S transport calculations for the Palisades reactor are n
summarized in Figures 6-3 the ough 6-10 and 1:. Tr <es 6-3 and 6-4.
In Figure 6-3, the calculated maximum neutron flux levels at the surveillance capsule centerline, pressure vessel inner radius, 1/4 thickness location, and 3/4 thickness location are presented as a function of azimuthal angle.
The influence of the surveillance capsules on the fast neutron flux distribution is clearly evident.
In Figure 6-4, the radial distribution of maximum fast neutron flux (E > 1.0 MeV) through the thickness of the reactor pressure vessel is shown.
8148C:lb/092084 6-11


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    .d. ; ":a,                                    surveillance capsule W-290. .This data, in conjunction with the maximum vessel                                                                                             k.k.:P
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                  ,.E                             flux, are used to develop a lead factor for capsule W-290. Here the lead                                                                                                     .; .T y
.,a-y figure 6-5, presents the radial variations of fast neutron flux within PK' surveillance capsule W-290..This data, in conjunction with the maximum vessel k.k.:P
                                                                                                                                                                                                                                < . .? -
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,.E flux, are used to develop a lead factor for capsule W-290.
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Figures 6-6 through 6-10 present the calculated variation of fast neutron flux                                                                                           gj
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, '.' fl,                                         monitor.sa'urated activity within capsule W-290.                                                                                                                           Iy(df.
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                                                                                                                              '                                                                                                                # 'A
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# 'A
              ;y                                                                                  =                                                              w         -
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TABLE 6-3                     -h CALCULATED NEUTRON ENERGY SPECTRA AB0VE 0.1 MeV AT.
-h TABLE 6-3 CALCULATED NEUTRON ENERGY SPECTRA AB0VE 0.1 MeV AT.
                                                                                                                            ~'-
[
[
~'-
THE CENTER OF PALISADES CAPSULE p
THE CENTER OF PALISADES CAPSULE p
                                                                                                                          =.
=.
2                                                   2 Group                 + (n/cm -sec)                                                           GROUP   ~ $ (n/cm -sec)
2 2
No.                                                                                                                     '-
Group
+ (n/cm -sec)
GROUP
~ $ (n/cm -sec)
No.
No --
No --
b 9
b 9
1                   3.71x10                                                                 14       3.11x10       [
1 3.71x10 14 3.11x10
8                                                   9 2'                   1.35x10                                                                 15       7.70x10       (
[
3                   4.55x10 0
8 9
                                                                                                .16       8.24x10 9
2' 1.35x10 15 7.70x10
h 4                   8.26x10 8
(
17       1.13x10 10    y 9                                                    10 5                     1.3ex10 9
0 9
18         1.67x10       {
3 4.55x10
10     {;
.16 8.24x10 h
6                     3.24x10                                                                 19       1.04x10             ,
4 8.26x10 17 1.13x10 y
9 7                     4.47x10                                                               20       5.21x10         1 8                     7.83x10                                                               21         1.48x10 10   P 9                     5.67x10 9
8 10 5
22         1.04x10 10    C 9                                                   10 10                     4.26x10                                                               23         1.31x10       }
1.3ex10 18 1.67x10
9                                                   10 11                     4.79x10                                                               24         1.16x10       {
{
10   =.
9 10 9
12                     2.38x10                                                               25         1.45x10 8                                                   10 13                     6.40x10                                                               26         1.41x10 2
10
C 7-E_
{;
9 Ti
6 3.24x10 19 1.04x10 9
                                                                                                                            ^
7 4.47x10 20 5.21x10 1
10 P
8 7.83x10 21 1.48x10 9
10 C
9 5.67x10 22 1.04x10 9
10 10 4.26x10 23 1.31x10
}
9 10
{
11 4.79x10 24 1.16x10 10 12 2.38x10 25 1.45x10
=.
8 10 13 6.40x10 26 1.41x10 2
C 7-E_9 Ti
^
E_
E_
                                                                                                                            .m 5
.m 5
m 81488:lb/092584                                                                             6-13
m 81488:lb/092584 6-13
                                                                                                                            .=
.=


It 5.
It
i;                                            TABLE 6-4 SPECTRUM-AVERAGED REACTION CROSS SECTIONS AT THE CENTER Of PALISADES SURVEILLANCE CAPSULES a             ::
: 5. ;
TABLE 6-4 i
SPECTRUM-AVERAGED REACTION CROSS SECTIONS AT THE CENTER Of PALISADES SURVEILLANCE CAPSULES a
o (barns)
o (barns)
Reaction fe!''(n.p)Mn54                             0.12700 Cu63 (n,ca) Co60.                           0.00129 NiS8 (n.p) CoS8 0.16130' T140 (n.p) Sc46-                             0.02300 U238(n.f) Cs137                             0.43700 re a(E)+(E)dE
Reaction fe!''(n.p)Mn54 0.12700 Cu63 (n,ca) Co60.
: a. a='*   ,
0.00129 NiS8 (n.p) CoS8 0.16130' T140 (n.p) Sc46-0.02300 U238(n.f) Cs137 0.43700 re a(E)+(E)dE a.
I     4(E)dE
a='*
                /1 MeV 8148B:1b/092584                           6-14
I 4(E)dE
/1 MeV 8148B:1b/092584 6-14


3 TABLE 6-5 IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 P
3 TABLE 6-5 IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 Irradiation Time Decay lime (a)
g                      Irradiation Time Decay lime (a)
P)
P)               P)/P max Month   Year   (MW)     (MW)                         (Days)         (Days) 12     1971       26     2530       .010               1         4561 1     1972     209     2530       .083             31           4530 2     1972       24     2530       .009             29           4501       -
P P)/P g
3    1972     332     2530       .131             31           4470 4     1972     722     2530       .285             30           4440 5     1972       0     2530       .000             31           4409 6     1972     951     2530       .376             30           4379 7     1972     900     2530       .356             31           4348 8     1972     1065     2530       .421             31           43)7 9     1972     681     2530       .269             30           4287 10     1972     983     2530       .388             31           4256 11     1972     767     2530       .303             30           4226 12     1972     1440     2530       .569             31           4195                     .
max Month Year (MW)
1    1973     897     2530       .355             31           4164 2     1973       0     2530       .000             28           4136 3     1973     1424     2530       .563             31           4105 1973     2152     2530       .851 4                                                    30           4075 5     1973     1321     2530       .522             31           4044 6     1973     2192     2530       .866             30           4014 1973             2530       .815
(MW)
                                                                                      ~
(Days)
7            2062                                  31          3983 8     1973     640     2530       .253             31           3952 9     1973         0     2530       .000             30           3922 10       1973       0     2530       .000             31         3891 11     1973       0     2530       .000             30         3861 12     1973       0     2530         .000             31         3830
(Days) 12 1971 26 2530
: a. Decay time is referenced to 6/27/84.                                                 ,
.010 1
81488:1b/092684                           6-15 I
4561 1
1972 209 2530
.083 31 4530 2
1972 24 2530
.009 29 4501 3
1972 332 2530
.131 31 4470 4
1972 722 2530
.285 30 4440 5
1972 0
2530
.000 31 4409 6
1972 951 2530
.376 30 4379 7
1972 900 2530
.356 31 4348 8
1972 1065 2530
.421 31 43)7 9
1972 681 2530
.269 30 4287 10 1972 983 2530
.388 31 4256 11 1972 767 2530
.303 30 4226 12 1972 1440 2530
.569 31 4195 1
1973 897 2530
.355 31 4164 2
1973 0
2530
.000 28 4136 3
1973 1424 2530
.563 31 4105 4
1973 2152 2530
.851 30 4075 5
1973 1321 2530
.522 31 4044 6
1973 2192 2530
.866 30 4014 7
1973 2062 2530
.815 31 3983
~
8 1973 640 2530
.253 31 3952 9
1973 0
2530
.000 30 3922 10 1973 0
2530
.000 31 3891 11 1973 0
2530
.000 30 3861 12 1973 0
2530
.000 31 3830 a.
Decay time is referenced to 6/27/84.
81488:1b/092684 6-15 I


i TABLE 6-5 (Cont)
i TABLE 6-5 (Cont)
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 P                         Irradiation Time Decay Time (a)
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 P
P)                 P)/Pg Month   Year     (MW)   (MW)                             (Days)           (Days) 1     1974       0   2530         .000               31           3799 2     1974       0   2530         .000               28           3771         .
Irradiation Time Decay Time (a)
3      1974       0   2530         .000               31           3740 4     1974       0   2530         .000               30           3710 5     1974       0   2530         .000               31           3679 6     1974       0     2530       .000               30           3649 7     1974       0     2530       .000               31           3618 8     1974       0     2530       .000               31           3587 9     1974       0     2530         .000             30           3557                   ..
P)
10     1974     384     2530         .152             31           3526       ,
P)/Pg Month Year (MW)
11     1974       8     2530         .003             30           3496                       ..
(MW)
12     1974       0     2530         .000             31           3465 1     1975       0     2530         .000             31           3434 2     1975       0     2530         .000             28           3406 3     1975         0   2530         .000             31           3375 4     1975     1263     2530         .499             30           3345 5     1975     1699     2530         .672             31           3314 6     1975     1115     2530         .441               30         3284 7     1975     1338     2530         .529               31         3253 8     1975     874     2530         .346             31         3222 9     1975     1277     2530         .505             30         3132 10       1975   1450     2530         .573             31         3161           . . .
(Days)
11       1975   1597     2530         .631             30           3131 12       1975     598     2530         .236             31           3100 1     1976       0   2530         .000             31           3069 2     1976       0   2530         .000             29           3040 3     1976       0   2530         .000             31           3009 w.
(Days) 1 1974 0
: a. Decay time is referenced to 6/27/84.
2530
81488:1b/092684                             6-16
.000 31 3799 2
1974 0
2530
.000 28 3771 3
1974 0
2530
.000 31 3740 4
1974 0
2530
.000 30 3710 5
1974 0
2530
.000 31 3679 6
1974 0
2530
.000 30 3649 7
1974 0
2530
.000 31 3618 8
1974 0
2530
.000 31 3587 9
1974 0
2530
.000 30 3557 10 1974 384 2530
.152 31 3526 11 1974 8
2530
.003 30 3496 12 1974 0
2530
.000 31 3465 1
1975 0
2530
.000 31 3434 2
1975 0
2530
.000 28 3406 3
1975 0
2530
.000 31 3375 4
1975 1263 2530
.499 30 3345 5
1975 1699 2530
.672 31 3314 6
1975 1115 2530
.441 30 3284 7
1975 1338 2530
.529 31 3253 8
1975 874 2530
.346 31 3222 9
1975 1277 2530
.505 30 3132 10 1975 1450 2530
.573 31 3161 11 1975 1597 2530
.631 30 3131 12 1975 598 2530
.236 31 3100 1
1976 0
2530
.000 31 3069 2
1976 0
2530
.000 29 3040 3
1976 0
2530
.000 31 3009 w.
a.
Decay time is referenced to 6/27/84.
81488:1b/092684 6-16


:                                                                                    4 4=
4 4=
3 TABLE 6-5.(Cont)                               j IRRA0iATION HISTORY OF PALISADES-                       (
3 TABLE 6-5.(Cont) j IRRA0iATION HISTORY OF PALISADES-(
SURVEILLANCE CAPSULE W-290                         [
SURVEILLANCE CAPSULE W-290
[:
Irradiation Time Decay. lime (a)
P)
P)
P max Irradiation Time Decay. lime (a)
P P)/P max max Month Year.
P)/Pmax Month   Year.   (MW)   (MW)-                         (Days)         (Days)     4.
(MW)
                                                                                      ==
(MW)-
4-   1976         0   2530       .000.             30           2979         h 5     1976     707-   2530       .279             31           2948         [
(Days)
6     1976   2086     2530         .825             30           2918         Y a
(Days) 4.
7    1976       'll   2530         .005             31           2887           -
 
8   -1976   1636     2530         .647             31           2856         h 9     1976   1961     2530         .775             30           2826         i 10     1976   1605     2530         .634             31           2795         $
==
11     1976   1507     2530         .595             30           2765         h 12     1976   2063     2530         .816             31           2734         3 1     1977   1870     2530         .739             31           2703         [_
4-1976 0
2    1977   2133     2530         .843             28           2675         2 3     1977     1983     2530         .784             31           2644         j 4     1977   2008       1530       .794             30           2614         (
2530
5     1977     1360     2530         .538             31           2583         [
.000.
6     1977     2173     2530         .859             30           2553         J 7     1977     1975     2530       .780             31           2522         ?
30 2979 h
8     1977     1438     2530       .567             31           2491         1 9     1977     1880     2530       .743             30           2461           3 10     1977     2153     2530       .851             31           2430         -)
5 1976 707-2530
11     1977     1954     2530       .772             30           2400         h 12     1977     2176     2530         .860           31           2369 1   1978     343     2530         .135           31           2338 2     1978         0     2530         .000           28           2310         I 3     1978         0     2530         .000           31           2279         f 4     1978     482     2530         .191           30           2249             k 5     1978     1206     2530         .477                                     #
.279 31 2948
31           2218         -
[
6    1978     1574     2530         .622             30         2188         [
6 1976 2086 2530
m
.825 30 2918 Ya 7
: a. Decay time is referenced to 6/27/84.
1976
                                                                                        ?
'll 2530
l 81488:lb/092684                           6-17 m
.005 31 2887 h
8
-1976 1636 2530
.647 31 2856 9
1976 1961 2530
.775 30 2826 i
10 1976 1605 2530
.634 31 2795 h
11 1976 1507 2530
.595 30 2765 12 1976 2063 2530
.816 31 2734 3
[_
1 1977 1870 2530
.739 31 2703 2
1977 2133 2530
.843 28 2675 2
3 1977 1983 2530
.784 31 2644 j
4 1977 2008 1530
.794 30 2614
(
5 1977 1360 2530
.538 31 2583
[
6 1977 2173 2530
.859 30 2553 J
7 1977 1975 2530
.780 31 2522
?
8 1977 1438 2530
.567 31 2491 1
9 1977 1880 2530
.743 30 2461 3
10 1977 2153 2530
.851 31 2430
-)
h 11 1977 1954 2530
.772 30 2400 12 1977 2176 2530
.860 31 2369 1
1978 343 2530
.135 31 2338 2
1978 0
2530
.000 28 2310 I
3 1978 0
2530
.000 31 2279 f
4 1978 482 2530
.191 30 2249 k
5 1978 1206 2530
.477 31 2218 6
1978 1574 2530
.622 30 2188
[
m a.
Decay time is referenced to 6/27/84.
?
l 81488:lb/092684 6-17 m


y.s : : g. L. ~ s .1.                   +7 ' s. . . ; y '.:.= .3
y.s : : g. L. ~ s.1.
                                                      ,                          7.e ;..           OL   .c +-o             _a; .. y : ., : i -     ..s
+7 ' s... ; y '.:.=.3 7.e ;..
                                                                                                                                                                .  .t x   ,e             ;. ;
OL
                                                                                                                                                                                          ; j. .
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                                                                                                                                                                                } &. -
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      *l                                                                                                                                                                       - { f '.'
.t x
  .-  ;.'                                                                              TABLE 6-5 (Cont)
,e
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES i 3.
; j..
                                                                                                                                                                                ."e t ..:.; /.~
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l ' <_.
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                                                                                                                                                                                                  .3..
.?.
: 1. . .
\\ A ?.,. ?:
.I                                                                             SURVEILLANCE CAPSULE W-290                                                                       YI $ Y V                                                                                                                                                                     [hly i'                                                                                                                               Decay Time (a)
*l
U> 1 M                                                           P j        P max Pj /P max              Irradiation Time                                                   .i                   .-      -
- { f '.'
f.
TABLE 6-5 (Cont) i 3...:.; /.~
Month           Year                                                               (Days)                         (Days)
t
  " .((
.3..
(MW)        (MW)                                                                                                   M.~.[.
." l ' 1...
    !:                                                                                                                                                                            .,.h s.
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES e
W                       <:
.I SURVEILLANCE CAPSULE W-290 YI $ Y V
' .L -
[hly i'
#d.                                 7           1978         1603         2530             .633                     31                         2157                             g. p.v. k l.;).g 8           1978         1254         2530             .496                     31                         2126                           %.             h
U>
        .;                          9           1978           680         2530             .269                     30                         2096                           - - - -4r-M gf
1 M
    .[                           10           1978         1454         2530             .575                     31                       2065                           "'    .
P P
                                                                                                                                                                                  >: 'k m.
P /P Irradiation Time Decay Time (a)
O hc   b 11           1978         2249         2530             .889                     30                         2035                             $ !..>A..]
.i f.
qeo                            12           1978         1092         2530             .432                     31                       2004                           ? p.,y                 ^
j max j max M.~.[.
D . n-1         1979         2275         2530             .899                     31                       1973 M.i . .- 4 2         1979         2229         2530             .881                     28                       1945                             ffA   et .
".((
j.e                               3         1979         2277         2530             .900                     31                       1914                           M 5l ",.#                 ,-
Month Year (MW)
            #                      4          1979         1835         2530             .725                     30                       1884                               l' t1   . .[ '''j    -
(MW)
AF                                   5         1979           764       2530             .302                     31                       1853                                         ~-
(Days)
s.c                                                                                                                                                                           .:, c 3 8                                     6         1979         1695         2530             .670                     30                         1823                           ::;cf:3
(Days)
                                                                                                                                                                                    ; . . y-7         1979         2163         2530             .855                     31                         1792                             i., r.--'..      ~1
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1979 2277 2530
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1979 1835 2530
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1979 764 2530
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3 3
3 3
e TABLE 6-5 (Cont)                                                                                         .
e TABLE 6-5 (Cont)
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES                                                                               -
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290
SURVEILLANCE CAPSULE W-290
?
                                                                                                                                          ?
Irradiation Time Decay Time (a)
P)
P)
P max    P)/Pmax Irradiation Time            Decay Time (a)
P P)/P max max Month Year (MW)
Month   Year     (MW)   (MW)                                                               (Days)         (Days)                         -
(MW)
10     1980   -2201     2530       .870                                                   31           1334                         =
(Days)
11     1980       0     2530       .000                                                   30           1304                         [
(Days) 10 1980
12     1980   1194     2530       .472                           -
-2201 2530
31           1273                         5 1     1981   2336     2530       .923                                                   31           1242 2     1981   2426     2530       .959                                                   28           1214                         i-3     1981   2449     2530       .968                                                   31           1183                         1 4     1981   2390     2530       .945                                                   30           1152                         -
.870 31 1334
5    1981   2200     2530       .870                                                   31           1122 6     1981   2089     2530       .826                                                   30           1092 7     1981     799     2539       .316                                                   31           1061 8     1981   1084     2530       .4?8                                                   31           1030 9     1981       0     2530       .000                                                   30           1000 10     1981       0     2530       .000                                                   31           969                         E 11     1981       0     2530       .000                                                   30           939 12     1981       0     2530       .000                                                   31           908 1     1982   1217     2530       .481                                                   31           877 2     1982     246     2530       .097                                                   28           849 3     1982     907     2530       .359                                                   31           818 4     1982       0     2530.       .000                                                   30           788 5     1982     481     2530       .190                                                   31           757                         ,
=
6    1982   2203     2530       .871                                                   30           727                         $
11 1980 0
7     1982     753     2530       .298                                                   31           696                         5 8     1982       0     2530       .000                                                   31           665                         I 9     1982   2129     2530       .841                                                   30           635                         h 10     1982   2222     2530       .878                                                   31           604                         h 11     1982   2484     2530       .982                                                   30           574                           7 12     1982   2471     2530       .977                                                   31           543
2530
: a. Decay time is referenced to 6/27/84.                                                                                                     -
.000 30 1304
81488:lb/092684                         6-19                                                                                               -
[
12 1980 1194 2530
.472 31 1273 5
1 1981 2336 2530
.923 31 1242 2
1981 2426 2530
.959 28 1214 i-3 1981 2449 2530
.968 31 1183 1
4 1981 2390 2530
.945 30 1152 5
1981 2200 2530
.870 31 1122 6
1981 2089 2530
.826 30 1092 7
1981 799 2539
.316 31 1061 8
1981 1084 2530
.4?8 31 1030 9
1981 0
2530
.000 30 1000 10 1981 0
2530
.000 31 969 E
11 1981 0
2530
.000 30 939 12 1981 0
2530
.000 31 908 1
1982 1217 2530
.481 31 877 2
1982 246 2530
.097 28 849 3
1982 907 2530
.359 31 818 4
1982 0
2530.
.000 30 788 5
1982 481 2530
.190 31 757 6
1982 2203 2530
.871 30 727 5
7 1982 753 2530
.298 31 696 I
8 1982 0
2530
.000 31 665 h
9 1982 2129 2530
.841 30 635 h
10 1982 2222 2530
.878 31 604 11 1982 2484 2530
.982 30 574 7
12 1982 2471 2530
.977 31 543 a.
Decay time is referenced to 6/27/84.
81488:lb/092684 6-19


TABLE 6-5'(Cont)
TABLE 6-5'(Cont)
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290                   -
IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 p
Decay Time (a) p      p,       p /p max Irradiation Time Month   Year     (MW)   (MW)                         (Days)             (Days) 1   1983     2324   2530       .918             31               512 2   1983     2468     2530       .975             28               484 3     1983     2470     2530       .976             31               453 4   1983     2345     2530       .927             30               423 5   1983     2222     2530       .878             31               392 6   1983     2367     2530       .936             30               362 7   1983     2222     2530       .878             31               331 8   1983       684   2530       .270             31               300 9   1983         0   2530       .000             16               284 8
p, p /p Irradiation Time Decay Time (a) max Month Year (MW)
EFPS = 1.57 x 10 sec
(MW)
,                                                          EFPY = 4.975
(Days)
: a. Decay time is referenced to 6/27/84.
(Days) 1 1983 2324 2530
                                                                                        '6 81488:1b/092684                         6-20
.918 31 512 2
1983 2468 2530
.975 28 484 3
1983 2470 2530
.976 31 453 4
1983 2345 2530
.927 30 423 5
1983 2222 2530
.878 31 392 6
1983 2367 2530
.936 30 362 7
1983 2222 2530
.878 31 331 8
1983 684 2530
.270 31 300 9
1983 0
2530
.000 16 284 8
EFPS = 1.57 x 10 sec EFPY = 4.975 a.
Decay time is referenced to 6/27/84.
'6 81488:1b/092684 6-20


in order to_ derive neutron flux and fluence levels from the measured disintegration rates, suitable spectum-averaged reaction cross sections are required. The neutron energy spectrum calculated to exist at the center of Palisades capsule is listed in Table 6-3. The associated spectrum-averaged cross sections for each of the fast neutron reactions are given in Table 6-4, 6-5. 00SIMETRY RESULTS lhe irradiation history of the Palisades reactor up to the time of removal of Capsule W-290 is listed in lable 6-5.     Comparisons of measured and calculated .
in order to_ derive neutron flux and fluence levels from the measured disintegration rates, suitable spectum-averaged reaction cross sections are required. The neutron energy spectrum calculated to exist at the center of Palisades capsule is listed in Table 6-3.
saturated activity of the flux monitors contained in Capsule W-290 based on the irradiation history shown in Table 6-5 are given in Table 6-6. The fast neutron (E > 1.0 MeV) flux and fluence levels derived for-Capsule W-290 are presented in Table 6-7.                                                               -
The associated spectrum-averaged cross sections for each of the fast neutron reactions are given in Table 6-4, 6-5.
An examination of Table 6-7 shows that the fast neutron flux (E > 1.0 MeV) derived from the five threshold reactions ranges from 6.48 x 10 10 to 7.84 x 10 10 n/cm2 -sec, a total span of 30 percent. It may also be noted that the calculated flux value of 8.32 x 10 10 n/cm2 -sec exceeds all of the       -
00SIMETRY RESULTS lhe irradiation history of the Palisades reactor up to the time of removal of Capsule W-290 is listed in lable 6-5.
measured values, with calculation to experimental ratios ranging from 1.06 to 1.28.
Comparisons of measured and calculated saturated activity of the flux monitors contained in Capsule W-290 based on the irradiation history shown in Table 6-5 are given in Table 6-6.
Comparisons of measured and calculated current fast neutron exposures for Capsule W-290 as well as for the inner radius of the pressure vessel are presented in Table 6-8.     Measured values are given based on the Fe (n,p)
The fast neutron (E > 1.0 MeV) flux and fluence levels derived for-Capsule W-290 are presented in Table 6-7.
Mn     reaction alone as well as for the average of all five threshold reactions. Based on the average data given in Table 6-8, the best estimate exposure of Capsule W-290 is I9 4T = 1.09 x 10   n/cm2 (E > 1 MeV)
An examination of Table 6-7 shows that the fast neutron flux (E > 1.0 MeV) 10 derived from the five threshold reactions ranges from 6.48 x 10 to 10 2
In addition, a fast neutron flux check was made of a fractured Charpy V-notch specimen from the thermal capsule, Capsule T-330. This analysis showed that Capsule T-330 was exposed to only a very minimal level of fast neutron flux, six orders of magnitude less than the exposure of Capsule W-290.
7.84 x 10 n/cm -sec, a total span of 30 percent.
81488:lb/092584                         6-21
It may also be noted 10 2
that the calculated flux value of 8.32 x 10 n/cm -sec exceeds all of the measured values, with calculation to experimental ratios ranging from 1.06 to 1.28.
Comparisons of measured and calculated current fast neutron exposures for Capsule W-290 as well as for the inner radius of the pressure vessel are presented in Table 6-8.
Measured values are given based on the Fe (n,p)
Mn reaction alone as well as for the average of all five threshold reactions. Based on the average data given in Table 6-8, the best estimate exposure of Capsule W-290 is I9 4T = 1.09 x 10 n/cm2 (E > 1 MeV)
In addition, a fast neutron flux check was made of a fractured Charpy V-notch specimen from the thermal capsule, Capsule T-330.
This analysis showed that Capsule T-330 was exposed to only a very minimal level of fast neutron flux, six orders of magnitude less than the exposure of Capsule W-290.
81488:lb/092584 6-21


=
=
TABLE 6-6 COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX
TABLE 6-6 COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290
;                      MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290
[
[               Reaction and Z R Location       Activity                           Saturated Activity Location Cu63(n.d)Co60     (CM)
Reaction and Z R Location Activity Saturated Activity Location Cu63(n.d)Co60 I
I     I                               q  I     (     I t                                                                                 Capsule W-290 Calculated r
I I
c Top       84-1751           215.42       2.32E+05                           6.87E+05 Middle     84-1762         215.42       2.39E+05                           7.08E+05
(
I (CM) q t
Capsule W-290 Calculated r
c Top 84-1751 215.42 2.32E+05 6.87E+05
[
Middle 84-1762 215.42 2.39E+05 7.08E+05 I
Bot'.om 84-1773 215.42 2.07E+05 6.13E+05 Average 6.69E+05 7.11E+05 Fe (n,p)Mn tv 84-1748 215.42 1.88E+06 5.76E+06 g
84-1754 215.42 1.77E+06 5.43E+06 C,-1753 215.42 1.85E+06 5.67E+06 Top 84 17.4 215.42 1.89E+06 5.80E+06 84-1755 215.42 1.75E+06 5.37E+06 84-1756 215.42 1.95E+06 5.98E+06 E
l 84-1759 215.42 1.88E+06 5.76E+06
: v. n s p
84-1763 215.42 1.86E+06 5.70E+06 g )-
k 84-1764A 215.42 1.86E+96 5.70E+06
.S$[(
[
[
I    Bot'.om    84-1773          215.42        2.07E+05                            6.13E+05 Average    6.69E+05      7.11E+05 Fe (n,p)Mn tv
Middle 84-1765 215.42 1.75E+06 5.37E+06 h.)$%
-                84-1748          215.42        1.88E+06                            5.76E+06 g                84-1754          215.42        1.77E+06                          5.43E+06 C,-1753          215.42        1.85E+06                          5.67E+06
E 84-1766 215.42 1.31E+06 5.86E+06 E
-    Top        84 17.4          215.42        1.89E+06                          5.80E+06 84-1755          215.42        1.75E+06                          5.37E+06 84-1756          215.42        1.95E+06                          5.98E+06 E
84-1767 215.42 1.66E+06 5.09E+06 i((.M
l                84-1759          215.42        1.88E+06                          5.76E+06
: v. n s p                84-1763          215.42        1.86E+06                          5.70E+06                g )-
84-1764A          215.42        1.86E+96                          5.70E+06 k
[    Middle     84-1765           215.42       1.75E+06                           5.37E+06               .S$[(
E                 84-1766         215.42       1.31E+06                           5.86E+06               h.)$%
E 84-1767         215.42       1.66E+06                           5.09E+06               i((.M
:yf'6
:yf'6
                                                                                                            ' p; 4 84-1770         215.42       1.39E*06                           4.26E+06               'TN' 84-1774         215.42         1.67E+(?                           5.12E+06 84-17648         215.42         1.66E+06                           5.09E+06               D i     Bottom     84-1776         215.42         1.57E+06                           4.81E+06               @^
' p; 4 84-1770 215.42 1.39E*06 4.26E+06
i 84-1777         215.42         1.74E+06                           5 34E+06 84-1778         215.42         1.47E+06                           4.51E+06 Average   5.37E+06       6.89E+06
'TN 84-1774 215.42 1.67E+(?
5.12E+06 84-17648 215.42 1.66E+06 5.09E+06 D
i Bottom 84-1776 215.42 1.57E+06 4.81E+06
@^
i 84-1777 215.42 1.74E+06 5 34E+06 84-1778 215.42 1.47E+06 4.51E+06 Average 5.37E+06 6.89E+06
^
^
8148B:1b/092684                       6-22 I                                                                                                                   .
8148B:1b/092684 6-22 I


TA8LE 6-6 (Cont)
TA8LE 6-6 (Cont)
COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290                       4 . .,
COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290 4..,
                                                                                                  ?s ;, .
?s ;,.
hk ).           Y '-
hk ).
Reaction and Z R Location       Artivity             Saturated Activity         C '*!.T" Location                                                                   ,' : - ..
Y '-
                                                                                                      ~
Reaction and Z R Location Artivity Saturated Activity C '*!.T" Location 58(n,p)Co58 (dis /s)
Ni 58(n,p)Co58 (CM)
(dis /s)
(disa /s)             (disa /s)   (diso /s)   ki"'
(dis /s) ki"' -
                                                                                                ,-s. _--            -
~
Capsule W-290 Calculated   h . ;gh Q' . 'f Top         84-1750           215.42     3.06E+06             7.72E+07                 *O.B Middle     84-1761           215.42     3.05E+06             7.70E+07                 6U.II'h,.l
Ni (CM) a a
                                                                                                  -. 5;- ..
o
Bottom     84-1772           215.42     2.90E+06             7.32E+07                             ;, :
,-s.
Average   7.58E+07     9.43E+07     :/
h. ;gh Capsule W-290 Calculated Q'. 'f Top 84-1750 215.42 3.06E+06 7.72E+07
                                                                                                  .;; x '. h 7
*O.B 6.II'h,.l U
U 238(n,f)Cs137                                                                 -ce: /),
Middle 84-1761 215.42 3.05E+06 7.70E+07
-. 5;..
Bottom 84-1772 215.42 2.90E+06 7.32E+07
:/ :.
Average 7.58E+07 9.43E+07
.;; x '. h 7
238(n,f)Cs137
-ce: /),
U
:;f?j~. '
:;f?j~. '
                                                                                                    .        y, Top         84-1749           215.42       5.56E+05             5.52E+06                 h3;         ;
y, Top 84-1749 215.42 5.56E+05 5.52E+06 h3; 80ttom 84-1771 215.42 5.36E+05 5.32E+06 I.' '' ',.
80ttom     84-1771           215.42       5.36E+05             5.32E+06                     If..' '' ',.
f.
Average   5.42E+06       5.79E+06   F)
Average 5.42E+06 5.79E+06 F)
IG .'
IG.'
Ti 46 In,p)Sn 46                                                                y'? '$,p
y'? '$,p 46 46 Ti In,p)Sn
                                                                                                                  .? -
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                                                                                                  *, f" ] : .,
* f" ] :.,
Top         84-1747           215.42       1.10E+05             1.78E+06                 .-:.w .t &?  :,-~
Top 84-1747 215.42 1.10E+05 1.78E+06
Middle     84-1758             215.42     1.06E+05             1.71E+06                         .f.. l 80ttom     84-1769             215.42     1.01E+05             1.63E+06                 :i:3.y: J-      .d
..t &?
:                                                            Average   1.71E+06     2.07E+06   Y;.I ~,
-:.w :,-~
                                                                                                  ; . ~..n
Middle 84-1758 215.42 1.06E+05 1.71E+06
: ?., gt . -
.f.. l 80ttom 84-1769 215.42 1.01E+05 1.63E+06
Jj .f. -
:i : J-
                                                                                                        ~,5     .-
:3.y.d Average 1.71E+06 2.07E+06 Y;.I ~,
                                                                                                    ;;p,y i' e._ Lg g ; ,,
;. ~..n
81488:1b/092684                         6-23
: ?., gt. -
Jj.f. -
~,5
;;p, i' y
e._ Lg g ;,,
81488:1b/092684 6-23


~
~
                                                                                                  ~
~
TABLE 6-7                                                                                         ~
TABLE 6-7
RESULTS OF FAST NEUTRON 00SIMETRY FOR CAPSULE W-29Q gdis/s)                   + (E > 1.0 Mev)                           4 (E > 1.0 Mev) o                        (n/cm2 -sec)                                 '(n/cm2 )
~
Reaction                   Measured       Calculated       Measured       Calculated                 Measured-       Calculated 6             6               10                 10 fe54(n.p)Mn               5.37x10       6.89x10         6.48x10       8.32x10                   1.02x10         1.31x10 60                     b                               10                 10                     I9     1.31x10 6.69x10       7.11x10         7.84x10       8.32x10                   1.23x10 Cu63(n.a)Co I                                   10 N) (n.p)Co               7.58x10       9.43x10         6.68x10       8.32x10                   1.05x10         l'.31x10 4
RESULTS OF FAST NEUTRON 00SIMETRY FOR CAPSULE W-29Q gdis/s)
6              6                10                  10 11 6(n.p)Sc   6 1.71x10       2.07x10         6.68x10       8.32x10                   1.08x10!9'       1.31x10 (a)                6             6                                                 .l.0lx10          1.31x10 U2 1
+ (E > 1.0 Mev) 4 (E > 1.0 Mev) 2 2
4.77x10       5.79x10         6.85x10       8.32x10 0(n.f)Cs Average                   1.09x10 0
(n/cm -sec)
235
'(n/cm )
: a. U     adjusted saturated activity has been multiplied by 0.18 to correct for 350 ppm U                   impurity.
o Reaction Measured Calculated Measured Calculated Measured-Calculated 6
6 10 10 fe54(n.p)Mn 5.37x10 6.89x10 6.48x10 8.32x10 1.02x10 1.31x10 60 b
10 10 I9 Cu63(n.a)Co 6.69x10 7.11x10 7.84x10 8.32x10 1.23x10 1.31x10 I
10 N)
(n.p)Co 7.58x10 9.43x10 6.68x10 8.32x10 1.05x10 l'.31x10 4
11 6(n.p)Sc 1.71x10 2.07x10 6.68x10 8.32x10 1.08x10!9' 1.31x10 6
6 6
10 10 6
6 1
(a) 4.77x10 5.79x10 6.85x10 8.32x10
.l.0lx10 1.31x10 2 0(n.f)Cs U
Average 1.09x10 235 0
a.
U adjusted saturated activity has been multiplied by 0.18 to correct for 350 ppm U impurity.
81488:Ib/092684
81488:Ib/092684


Line 2,508: Line 4,091:


==SUMMARY==
==SUMMARY==
OF NEUTRON 00SIMETRY RESULTS FOR-CAPSULE W-290 Current 4 (E > 1.0 mev)         E0L 4 (E > 1.0 mev)
OF NEUTRON 00SIMETRY RESULTS FOR-CAPSULE W-290 Current 4 (E > 1.0 mev)
(n/cm )                   (n/cm )
E0L 4 (E > 1.0 mev)
Location           Measured           Calculated Measured         Calculated Capsule'W-290               I9                  I 1.09x10             1.31x10 8                 I         I                 9 Vessel IR           8.52x10             1.02x10   5.48x10         6.56x10 18                 18         I9               l9 Vessel 1/4T         5.37x10             6.45x10   3.45x10         4.15x10 I                   18           8             18 Vessel 3/4T         9.93x10             1.19x10   6.39x10         7.65x10 Note: E0L fluences are based on operation at 2530 MWt for 32 effective 1
(n/cm )
(n/cm )
Location Measured Calculated Measured Calculated I9 I
Capsule'W-290 1.09x10 1.31x10 8
I I
9 Vessel IR 8.52x10 1.02x10 5.48x10 6.56x10 18 18 I9 l9 Vessel 1/4T 5.37x10 6.45x10 3.45x10 4.15x10 I
18 8
18 Vessel 3/4T 9.93x10 1.19x10 6.39x10 7.65x10 Note: E0L fluences are based on operation at 2530 MWt for 32 effective 1
full-power years.
full-power years.
81488:lb/092684                             6-25
81488:lb/092684 6-25


i g
i g
                                    .          E 5         5"             R                                           ,
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ho$i!
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d 000*GE o
      <WC z                                                                                    -
AJ g<WC zgx$
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000*06 8 4
                                                                                                                ~
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      <z                                                                                   a
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      <w                                                                                   a
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      $ " w>                                 ,
~
    "SMw<<=
<w a
d 000*02 =E                      -
$ " w>
uw=                                                                                  3 -
000*02 E "SMw d
N msw ze                                                                                <
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uw=
3 N
e_
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    ~a xg                                               ,
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                                                                                < 000 si wqw                                                                                       -
~a xg
Ez@
< 000 si wqw Ez@
    "$                                                                          4 000'01
4 000'01 ocoo g m
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m
                        ^    ^ ^ ^ ^ ^              ^
0*0
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      ^ ^   ^ ^   ^                                     ^ ^ ^ ^ ^   ^       '
^ ^
WOO         OO     OSS                     SS     S**           **        *                        -
^
s aa a a saa a a c as a a                                                 =
^
(33S tH3/N) X0li N0E03N                                                                 _
^
6-26                                                                 r E"
^
^ ^ ^ ^ ^
^
^ ^ ^ ^ ^
^
WOO OO OSS SS S**
s aa a a saa a a c as a a
=
(33S tH3/N) X0li N0E03N 6-26 r
E"


s 00=192               ;
s 00=192 00 lassaA d
00 lassaA               >              d 00*042 zy                                                                   ,
00*042 zy S
S                                                                    !    OS'lE2 Ho a                                                                 :.
OS'lE2 Ho a
                                                                                  =
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o .w mm
o
            -Am
.w mm
          .gaw w 00*SE2 Esw         m a aw=>
-Am aw w
            <            m
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      ~
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gg=                                                                   <
a w m
gg=
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oS 2E2
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m s n.
          's<Mz    >H d
3 oww w=z d
00*0E2 x^ -
00*0E2 ^
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OS*l22 "
<Mz
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                                                                                              =   -
o<E S'
7x                                                                                           _
e jE5 OS*l22 "
e<
5
        <            Z                                                             4 00 S22 w                                                                                                     .
<=
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2
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                                                                                    < OS*222               .
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00*022
< OS*222 00*022 GI lassaA
          . . .          .t . . GI lassaA
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                                          .          . . . . .          ^   ^
^
^
00*812
00*812
      =             o     o   o     o         o           e   e       m   e   m                         -
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o W           W   o o
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w             s     n   m       m         w           s   n       m   m   w (33S y N3/N) XAl.1 N0H103N 6-27                                                   -
o e
e m
e m
T V
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W+ W+
W+ W W
o o
o w
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n m
m w
(33S y N3/N) XAl.1 N0H103N 6-27


                            .. . .._-.                                                                                                  t GE i
t GE i
E 4   -
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m
m
                                                                                                                                      =_-
=_-
q m
q m
w   w w   w     y     w                 w   w   w   = w -    y     w
w w
                                                                                                                                        =
w w
f g                                                                                           d 00*812 xZm                                                                                         a o o e                                                                                                                        :
y w
H . a.
w w
2 j                                 >
w
m<    a u r-
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: m. w                                                                                                                           v
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w
                                                                                                      <    00*912 mx=                                                                                                                           -
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                                                                                                                                          =-
d 00*812 xZm o
e a
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. a.
m<
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: m. w v
.$ ~ U
=
00*912
. mx=
m <a osw3
=-
s
s
        <=w>                                                                                                                                    .
<=w a = a:
a = a:                                                                                                                         :,
<r=
        <r=
. a: m m 00*ti2 w
      . a: m m                                                                                       <
a=w r
00*ti2                         -
w
w                                                                                                                                 ..
=
a=w =                                                                                                                          r w
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          <m I
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o o w z-.                                                                                                 e                       ~'
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a g 6-                                                                                                 D
.~'
    ~<=5 uI 4
a g 6-D
00*212 e A
~<=5 00*212 e 4
* Y w<
uI A
D g
Y w<
a-w                                                                                                                               -
a-D g
    . . =o                                                                                           4 00 012                         ;
w
o e=e                                                                                                                           .
. =o 4
_A   _
00 012
MI
. o e=e
                                                                                                        < 00*802                           ..
_A MI
          ^ ^ ^^ ^           ^ ^   ^                 ^   ^ ^ ^ ^ ^         ^     ^
< 00*802
00*202                           I
^ ^ ^^ ^
: a.           -      -      -
^
o o     o o
^
^
^
^ ^ ^ ^ ^
^
^
00*202 I
a.
o o
o o
o
o
                                &                      +     6 &
~
                                                                                                                                            ~
$+
8 $+  .              $.      88           8    8                    .
6 8
=
8 i
w             s     n       m as                 -s             n     m     as                 w                                     -
+
(33S yM3/N) XnB NOU103N                                                                                                 -
8 88
6-28 x
=
w s
n m
as
-s n
m as w
(33S yM3/N) XnB NOU103N 6-28 x


e T
e T
                                                                                                                            '  ~ )8 Y
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                                    .SECTION 7 REFERENCES
.SECTION 7 REFERENCES 1.
: 1. Groeschel, R. C., Summary Report on Manufacture of Test Specimens and Assembly of Capsules for Irradiation Surveillance of Palisades Reactor Vessel Materials, CE Report No. P-NLM-019, April 1, 1971.
Groeschel, R. C., Summary Report on Manufacture of Test Specimens and Assembly of Capsules for Irradiation Surveillance of Palisades Reactor Vessel Materials, CE Report No. P-NLM-019, April 1, 1971.
: 2. Perrin, J. S., Farmelo, D. R. Jung, R. G., and Fromm, E. 0. , " Palisades -
2.
Perrin, J. S., Farmelo, D. R. Jung, R. G., and Fromm, E. 0., " Palisades -
Pressure Vessel Irradiation Capsule Program: Unirradiated Mechanical Properties", August 25, 1977.
Pressure Vessel Irradiation Capsule Program: Unirradiated Mechanical Properties", August 25, 1977.
: 3. Regulatory Guide 1.99, Revision 1, " Effects of Residual Elements on Predic.ted Radiation Damage to Reactor Vessel Materials," U.S. Nuclear Regulatory Commission, April 1977.
3.
: 4. Soltesz, R. G., Disney, R. K., Jedruch, J., and Zeigler, S. L., " Nuclear Recket Shielding Methods, Modification,-Updating and Input Data Preparation. Vol. 5 - Vol. 5, August 1970.         '
Regulatory Guide 1.99, Revision 1, " Effects of Residual Elements on Predic.ted Radiation Damage to Reactor Vessel Materials," U.S. Nuclear Regulatory Commission, April 1977.
: 5. SAILOR RSIC Data Library Collection "DLC-76," Coupled, Self-shielded, 47 Neutron, 20 Gamma-ray, P3, Cross Section Library for Light Water Reactors."
4.
: 6. Benchmark Testing of Westinghouse Neutron Transport Analysis Methodology -
Soltesz, R. G., Disney, R. K., Jedruch, J., and Zeigler, S.
L.,
" Nuclear Recket Shielding Methods, Modification,-Updating and Input Data Preparation. Vol. 5 - Vol. 5, August 1970.
5.
SAILOR RSIC Data Library Collection "DLC-76," Coupled, Self-shielded, 47 Neutron, 20 Gamma-ray, P3, Cross Section Library for Light Water Reactors."
6.
Benchmark Testing of Westinghouse Neutron Transport Analysis Methodology -
to be published.
to be published.
: 7. ASTM Designation E261-77, Standard Practice for Measuring Neutron Flux, Fluence, and Spectra by Radioactivation Techniques," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 915-926, American Society for testing and Materials, Philadelphia, Pa., 1981.
7.
: 8. ASTM Designation E262-77, " Standard Method for Measuring Thermal Neutron Flux by Radioactivation Techniques," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 927-935, American Society for Testing and Materials, Philadelphia,'Pa., 1981.
ASTM Designation E261-77, Standard Practice for Measuring Neutron Flux, Fluence, and Spectra by Radioactivation Techniques," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 915-926, American Society for testing and Materials, Philadelphia, Pa., 1981.
80928:1b-092084                       7-1
8.
ASTM Designation E262-77, " Standard Method for Measuring Thermal Neutron Flux by Radioactivation Techniques," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 927-935, American Society for Testing and Materials, Philadelphia,'Pa., 1981.
80928:1b-092084 7-1


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: 9. ASTM Designation E263-77, " Standard Method for Measur~ag   . Fast-Neutron       -
ASTM Designation E263-77, " Standard Method for Measur~ag Fast-Neutron Flux by Radioactivation of Iron," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 936-941, American Society for testing and Materials, Philadelphia, PA., 1981.
Flux by Radioactivation of Iron," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 936-941, American Society for testing and           -    -
l
Materials, Philadelphia, PA., 1981.                                             ,
: 10. ASTM Designation E481-78, " Standard Method of Measuring Neutron-Flux Density by Radioactivation of Cobalt and Silver," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 1063-1070, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pa.,1981.
l 10. ASTM Designation E481-78, " Standard Method of Measuring Neutron-Flux               ,
: 11. ASTM Designation E264-77, " Standard Method for Measuring Fast-Neutron Flux by Radioactivation of Nickel," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 942-945, American Society for Testing and Materials, Philadephia, Pa., 1981.
Density by Radioactivation of Cobalt and Silver," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 1063-1070, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pa.,1981.
?
: 11. ASTM Designation E264-77, " Standard Method for Measuring Fast-Neutron Flux by Radioactivation of Nickel," in ASTM Standards (1981), Part 45, Nuclear Standards, pp. 942-945, American Society for Testing and             :
5 80928:1b-092084 7-2
Materials, Philadephia, Pa., 1981.                                             ,
                                                                                    ?
5 80928:1b-092084                         7-2


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ATTACidENT II PALISADES REACTOR PRESSURE VESSEL WELDS 1 PAGES IC1084-00235-NLD1 h_ _ _


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Y Palisades RPV Welds
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WELD SEAM     LOCATION                         _W ELD DEPOSIT l-112 A/C     Upper Shell Long. Seams         RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617 Ni-200 #N-7753A E8018 Electrodes CBBF,- JBFG
_ ELD DEPOSIT W
                    .                                            (repair) 2-112 A/C     Intemediate Shell               RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617               -
l-112 A/C Upper Shell Long. Seams RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617 Ni-200 #N-7753A E8018 Electrodes CBBF,- JBFG (repair) 2-112 A/C Intemediate Shell RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617 Long. Seams Ni-200 #N-7753A E8018 Electrodes (none) 3-112 A/C Intermediate Shell RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3692 Long. Seams RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 N1-200 #N-7753A E8018 Electrode CBBF (repair) 7-112 Upper Shell to Flange RACO 3 #W5214 Linde 1092 f3692 98#'
Long. Seams                     Ni-200 #N-7753A
Girth Seam RACO 3 J340004-Linde 1092 #3692 # 310009 Ni-200 #N-7753A and #N-98674 E8018 Electrode COGG (backweld)
                  ,                                      E8018 Electrodes (none) 3-112 A/C     Intermediate Shell               RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3692           -
E8018 Electrode DAGG (weld grindout) 8-112 Upper to Intermediate RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 Shell Girth Seam Ni-200 #N-98674 E8018 Electrode 78-478, C0FC (backweld) 9-112 Intermediate to Lower MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092 Shell Girth Seam f3714 E8018 Electrode JBFG (back weld)
Long. Seams                 . RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 N1-200 #N-7753A
:                                                        E8018 Electrode CBBF (repair) 7-112         Upper Shell to Flange           RACO 3 #W5214 Linde 1092 f3692       98#'
Girth Seam                       RACO 3 J340004-Linde 1092 #3692 # 310009 Ni-200 #N-7753A and #N-98674
'                                                        E8018 Electrode COGG (backweld)
E8018 Electrode DAGG (weld grindout) 8-112         Upper to Intermediate             RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 Shell Girth Seam                 Ni-200 #N-98674
:                                                        E8018 Electrode 78-478, C0FC (backweld)
'        9-112         Intermediate to Lower             MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092             -
Shell Girth Seam                       f3714 E8018 Electrode JBFG (back weld)
MIL-84 Mod. #27204 Linde 124 #3687 (weldrepair)'
MIL-84 Mod. #27204 Linde 124 #3687 (weldrepair)'
E8018 Electrode LODG (first layer l                                                               and back weld) (weld repair)               ,
E8018 Electrode LODG (first layer l
10-112       Lower Shell to Bottom             MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092 Head Girth Seam                         f3714 E8018 Electrode HAEG (first layer and back weld)                             1
and back weld) (weld repair) 10-112 Lower Shell to Bottom MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092 Head Girth Seam f3714 E8018 Electrode HAEG (first layer and back weld) 12-112 Seal Ledge to Flange RACO 3 fh5214 Linde 1092 #3617 Seam E7018 Electrode H0HF (back weld andfillet)
!        12-112       Seal Ledge to Flange             RACO 3 fh5214 Linde 1092 #3617 Seam                             E7018 Electrode H0HF (back weld
E7018 Electrode ABCG (ledge ring repair) t i
'                                                              andfillet)
D
E7018 Electrode ABCG (ledge ring repair) t                                                                                                           ;
i D


                                                                                                  ~
~
j;%             ..;    ,
j;%
3 Palisades RPV Wel'ds
3 Palisades RPV Wel'ds
                                                                          .w ,
.w WELD. SEAM
WELD. SEAM       ' LOCATION :                           . WELD DEPOSIT--                           ..
' LOCATION :
1-113'. A/F -   . Bottom: Head Torus Long.           - E8018 Electrode 6M108               . .                    ,
. WELD DEPOSIT--
Seams                                 E8018 Electrode 7048 (weld repair)                         i 4-113             Sottom Head Dome to-                   MIL-B4 Mod. #12420 Linde 1092:                         .
1-113'. A/F -
Torus Girth Seam                           .  ~#370S'- .                .
. Bottom: Head Torus Long.
E8018 Electrode C884 (back weld) 1-118 A/F         Closure Head Torus Long.--           - RACO. 3 fW5214 Linde 1092 ' #3617:
- E8018 Electrode 6M108 Seams E8018 Electrode 7048 (weld repair) i 4-113 Sottom Head Dome to-MIL-B4 Mod. #12420 Linde 1092:
Seams                                 Ni-200 #N-7753A~                                  .
Torus Girth Seam
                                                                                                      ~
~#370S'-
6-118 A/B         Closu're Head Girth Seams             MIL-84 Mod. #12420 Linde 1092 f3708
E8018 Electrode C884 (back weld) 1-118 A/F Closure Head Torus Long.--
                                      ,                                  E8018 Electrode CSBF.(back-weld)
- RACO. 3 fW5214 Linde 1092 ' #3617:
                                ' Surveillance Program Weld               RACO 3 #3277 Linde 1092 #3833-N1-200 #N-0591A (face weld only).
Seams Ni-200 #N-7753A~
E8018 Electrode HADH (back weldi l                                                                                 base metal repair) i I
6-118 A/B Closu're Head Girth Seams MIL-84 Mod. #12420 Linde 1092
~
f3708 E8018 Electrode CSBF.(back-weld)
' Surveillance Program Weld RACO 3 #3277 Linde 1092 #3833-N1-200 #N-0591A (face weld only).
E8018 Electrode HADH (back weldi l
base metal repair) i I
i
i
                                                                                ~
~
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                  -}}
41
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Latest revision as of 06:41, 13 December 2024

Analysis of Capsules T-330 & W-290 from CPC Palisades Reactor Vessel Radiation Surveillance Program
ML20099D451
Person / Time
Site: Palisades Entergy icon.png
Issue date: 09/30/1984
From: Cheney C, Kunka M, Meyer T
WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY, DIV OF CBS CORP.
To:
Shared Package
ML18051B118 List:
References
WCAP-10637, NUDOCS 8411200379
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Text

_ _.

WCAP-10637 WESTINGHOUSE CLASS 3 CUSTOMER DESIGNATED DISTRIBUTION ANALYSIS OF CAPSULES T-330 AND W-290 FROM THE CONSUMERS POWER COMPANY PALISADES REACTOR VESSEL RADIATION SURVEILLANCE PROGRAM M. K. Kunka C.A. Cheney September 1984 Work performed under Shop Order Nos. ENVJ-106 and ENVJ-450 APPROVED:

[

. Nr M T. A. Meyer, Manager Structural Materials and Reliability Technology Prepared by Westinghouse for che Consumers Power Com:any Although information contained in this report is nonprocrietary, no distributien shall be made outside Westinghouse or its licensees without the customer's approve' WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION Nuclear Energy Systems P.O. Box 355 Pittsburgh, Pennsylvania 15230 8411200379 841031 PDR ADOCK 05000255 P

PDR

PREFACE This report his been technically reviewed and verified.

Reviewer Sections 1 through 5 and 7 S. E. Yanichko

/

ka, u, d.' u.

Section 6 S. L. Anderson 4' J (l' r _[ ' O,y,

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Y Nr.b M.s.

y,; te;;

7216 QI I

80928:1b-102984 lii

i

=

ll a

TABLE OF CONTENTS

[

[

Section Title Page

?.

1

SUMMARY

OF RESULTS 1-1

]

l 4

i 2

INTRODUCTION 2-1 p

[

t k

3 BACKGROUND 3-1 e

l

}

4 DESCRIPTION OF PROGRAM 4-1 y

h i

5 TESTING 0F SPECIMENS FRCM CAPSULES T-330 and W-290 5-1 L

A e

D 5-1. Overview 5-1 h

5-2. Thermal Monitor Melting 5-3 Ii

[

5-3. Chemical Analysis 5-4

[

5-4. Charpy V-Notch Impact Test Results 5-4 y

5-5. Tension Test Results 5-6

-f 6

RADIATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY 6-1

=

6-1. Introduction 6-1 3;

t 6-2. Discrete Ordinates Analysis 6-1 i.

[

6-3. Neutron 00simetry 5-8 a

6-4. Transport Analysis Results 6-11

'I 6-5. Dosimetry Results 6-21

?

7 REFERENCES 7-1

=

[

. _ ' =

~'

_r-i E

~

4 a

c--

h l

80928:1b-092084 v

m

LIST OF TABLES Table Title Page 4-1 Chemical Composition of the Palisades Reactor 4-4 i,k1 Vessel Surveillance Materials

,o--_

,v %

-0 5-1 Results of Chemical Analyses Performed on 5-7 J 4,f^

k %(,

Palisades Charpy V-Notch Specimens (WT-%)

WL ?

Mh7) w,a 5-2 Capsule T-330, Theraml Capsule: Charpy V-Notch 5-8 eg'ic l Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation)

.4:. N

. a; 5-3 Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch 5-9

%mt,.

Impact Data for the Palisades Intermediate Shell

%yc.g Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) j% ihz ki, fE 5-4 Capsule T-330, Thermal Capsule:

Charpy V-Notch 5-10

"/, s /

t.%. %

Impact Data for the Palisades Pressure Vessel W.)

Weld Metal h

@$hi 5-5 Capsule T-330, Thermal Capsule: Charpy V-Notch 5-11 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 5-6 Capsule T-330, Thermal Capsule:

Instrumented 5-12 r

Charpy Impact Test Results for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientatien) 8092B:1b-092084 vii

' LIST OF. TABLES (cont.)

Table Title Page

  1. 5-7 Cc sule T-330, Thermal Capsule:

Instrumentated 5-13 Charpy' Impact Test Results for Palisades Inter-mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-8 Capsule T-330, Thermal Capsule:

Instrumented 5-14 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal 5-9 Capsule T-330, Thermal Capsule:

Instrumented 5-15 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal l

5-10 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-16 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-17 Impact Data for the Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-18 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Metal 5-13 Capsule W-290, Irradiated Capsule: Charpy V-Notch 5-19 Impact Data for the Palisades Pressure Vessel Weld Heat-Affected Zone Metal 8092B:1b-092084 ix

,7,,

LIST OF TABLES (cont.)

g 1.

Lh,[ '. ~

.s...

Table Title Page

'.j i

> ;;:3 e y,,;.

5-14 Capsule W-290, Irradiated Capsule:

Instrumented 5-20

,,.4 Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-(}

mediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) j:yJ.:

v::B.:, +_

5-15 Capsule W-290, Irradiated Capsule:

Instrumented 5-21

$.M Charpy Impact Test Results for Palisades Inter-h mediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal ld R Orientation)

I'b

w,,

hi/qE TM 5-16 Capsule W-290, Irradiated Capsule:

Instrumented 5-22 J}p yy Charpy Impact Test Results for Palisades Weld Metal

Agi l': hN 5-17 Capsule W-290, Irradiated Capsule:

Instrumented 5-23 Charpy Impact Test Results for Palisades Weld

, f Heat Affected Zone Metal 5-18 Effect of Irradiation at 1.09 x 1019 (E> 1 MeV) 5-24 y

on the Notch Toughness Prcperties of the Palisades f

Surveillance Vessel Materials l

i nouse l 5-19 Thermal Capsule Tensile Proporties for Palisades 5-25 r i Surveillance Material l

1 1

5-20 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades 5-26 j f 19 2

(\\

Surveillance Material, Irradiated to 1.09 x 10 n/cm

\\

\\

i 6-1 26 Group Energy Structure 6-5 j

IE IB 8092B:lb-092684 xi

'^-- =

E Ell$1 i

T E

LIST OF TABLES (cont.)

E

~ Table Title.

Page E

F 6-2 Nuclear Constants for Neutron Flux Monitors Contained 6-8 i

in the Palisades Surveillance Capsule

?

[

6-3 Calculated Neutron Energy Spectra Above 0.1 MeV at 6-13 h

the Center of Palisades Capsule L

6-4 Spectrum-Averaged Reaction Cross Sections at the 6-14 Center of Palisades Surveillance Capsules L

F 6-5 Irradiation History of Palisades Surveillance 6-15 Capsule W-290 i

p_

L 6-6 Comparison of Measured and Calculated Fast Neutron 6-22 i;

Flux Monitor Saturated Activites for Capsule W-290 l ';

I 6-7 Results of Fast Neutron Dosimetry for Capsule W-290 6-24 1

6-8 Summary of Neutron Dosimetry Results for Capsule W-290 6-25 E

3 5

c s

k,.

5 L

l E

80928:1b-092084 xiii r

y

LIST OF ILLUSTRATIONS Figure Title Page 4-1 Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades 4-5 Reactor Vessel 4-2 Diagram Showing Location of Test Specimens, Thermal 4-6 Monitors, and Dosimetry. Monitors in the Palisades Surveillance Capsule Assemblies 4-3 Palisades Weld Metal Surveillance Test Material 4-7 Fabrication (From C-E Drawing No. C-245-321-1) 5-1 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-27 for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation) 5-2 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-28 for Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-3 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-29 for Palisades Weld Metal 5-4 Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-30 for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 3-5 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-31 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-102984 av

/

~.

_/

j f

LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.) a Figure Title.-

/ 'Page 4

e 5-6 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-32 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-7 Thermal Capsule-(T-330) Charpy Impa:t Specimen 5.-33 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-8 Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen 5-34 Fracture Surfa:es for Palisades Weld Heat Affected>,

Ze'ne Metal l-

,5-9 Typical Curve for Instrumented Charpy Specin;eas 5-35 m 5-10 Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-36 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-11 Irradiated Capsule Charpy V-Notch impact Froperties 5-37 for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-12 Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties 5-38 for Palisade. Weld Metal 5-13 Irradiated Capsule V-Notch Impact Properties for 5-39 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 80928:1b-102984 xvii

LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)

.g Figure ;

Title Page

(.

5-14 Irradiated Capsule (W-290) Charpy' Impact Specimen 5-40 y

Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation)

.l "

5-15 Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen 5-41 Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-16 Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen 5-42 Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-17 Irradiated Capsule ~(W-290) Charpy Impact Specimen 5-43 Frp.cture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-18

_ Comparison of Actual Versus Predicted 30 ft-lb 5-44 Transition Temperature Increases for the Palisades Surveillance Weld Material, Based on the Prediction Methods of Regulatory Guide 1.99 Revision 1 5-19 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-45 Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-20 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-46 Weld Metal 5-21 Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades 5-47 Weld Heat Affected Zone Metal

~~

80928:1b-102984 xix

-w

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c LIST.0F(ILLUSTRATIONS:(cont.)!

4.+

mg

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  1. ^

lFigure:

l Title.

iPage' p...

Fractured'ThermalCapsule; Tensile.Specimensif)

.-5-481 5-22; Palisades Intermediate:Shell? Plate'D-3803-1

- ~(Longitudinal Orientation)

M 5-231 Fractured Thermal' Capsule Tensile Specimens-'of

5-49

-Pal'isades Weld Metal

'5-24.

Fractured.. Thermal LCapsule.. Tensile. Specimens ~ of L.i-50 '

Palisades' Weld Heat'Affected Zone Metal'
5-25

.Typcial Stress-Strain Curve for-l Tension Specimens 5-51 2

5-26 Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades

,5-52

~

'Intermedir.te Shell Plate D-3803-1-(Longitudinal Orientation)-

n

~ 5-27

. Irradiated Capsule Tensile. Properties for Palisades 5-53 Weld-Metal i

5-28 Irradiated Capsule Tensile Properties.for.P'alisades 5-54.

Weld Heat'Affected Zone Metal.

k b

5-2'9 -

. Fractured Irradiated. Capsule-Tensile Specimens of 5-55

~

Palisades Intermediate'Shell Plate D-3803-1

_(Longitudinal Orientation) 5-30' Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of-5-56.

-Palisades Weld Metal' t

A.

t-J~

+

~

h092B':1b-102984r

' xxi

' s.

~

.-s 4

=

W

+-

5

+d v

64 w

+e r--

t w

w e-y eH+m

-vvve

LIST OF ILLUSTRATIONS (cont.)

Figure Title Page

'5-31 Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of 5-57 Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 6-1 Palisades Reactor Geometry 6-2 6-2A Plan View of Palisades Wal1 Capsules 6-3 6-28 Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule 6-4 6 Calculated Azimuthal Distribution of Maximum 6-26 Fast Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel Surveillance Capsule 6-4 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast 6-27 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Pressure Vessel 6-5 Calculated Radial Distribution of Maximum Fast 6-28 Neutron Flux (E>1.0 MEV) within the Surveillance Capsule 6-6 Calculated Uranium Saturated Acitivity within 6-29 Capsule W-290 6-7 Calculated Titanium Saturated Activity within 6-30 Capsule W-290 6-8 Calculated Iron Saturated Activity within Capsule W-290 6-31 6-9 Calculated Nickel Soturated Activity within Capsule W-290 6-32 6-10 Calculated Copper Saturated Activity within Capsule W-290 6-33 60928:1b-102984 xxiii

_ - {.'. ;,.,,. *.* g.- },., m

,a

-a g

.y j,,. - ; -. g f,',

,,'l

\\{

  • ^

4

~

c

.m SECTION 1 r

SUMMARY

OF RESULTS

.l 4

s y

The analysis of the material contained in Capsule T-330, the first thermal l

surveillance capsule removed from the Consumers Power Company's Palisades

. (

reactor pressure vessel, led to the following conclusions:

+

i o

The weld and heat-affected zone matal has experienced a 60-70 F shift 1 _;

q in the ductile to brittle transition temperatures due to exposure to elevated temperature.

s

{

The analysis of the material contained in Capsule W-290, the second irradiated surveillance capsule to te removed from the Consumers Power Company Palisades reactor pressure vessel, led to the following conclusions:

~

E The capsule receised an average fast neutron fluenc (E>1.0Mev) of a

19 2

r 1.09 x 10 n/cm,

1 Irradiation of the reactor vessel intermediate shell course plate o

19 h

0-3803-1, to 1.09 x 10 n/cm, resulted in 30 and 50 ft-lb

- =

r c

transition temperature increases of 155 and 160 F, respectively, for specimens oriented perpendicular to the principal rolling direction

'(

s (transverse orientation), and 175 F and 180 F, respectively, for L ' _,

j[

specimens oriented parallel to the principal rolling direction (longitudinal orientation).

l

=3 m

19 2

0 Weld metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm resulted in 30 and

' Id

?

50 ft-lb transition temperature inc ease of 290 and 300 F,

-t respectively.

l[

l

+

2 G

c The average upper shelf energy of all the surveillance materials i{

remained above 50 ft-lbs, therebj providing adequate toughness for continued safe plant operation.

I t

80928:1b-092684 1-1

=_

I-.

~

o Comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the Palisades surveillance material with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1, shows that the weld metal transition temperature increase was greater than predicted, It is suspected that the relatively high nickel content cf the weld metal contributed to the greater than predicted transition cemperature increase experienced by the weld metal.

i 5

12 r

.z it 80928:1b-092684 1-2 g

SECTION 2

~

INTRODUCTION This report presents the results of the examinations of Capsule T-330, a thermal surveillance capsule, and Capsule W-290, an irradiated surveillance capsule, removed from the Palisades reactor vessel during a Fall of 1983 outage. Throughout the operating life of the Palisades Nuclear Plant the thermal capsule, Capsule T-330, was located above the reactor core and was exposed only to the elevated temperature of reactor operation. Capsule W-290, the second irradiated surveillance capsule to be removed from the Palisades reactor vessel, is part of the continuing program which monitors the effects of neutron irradiation, on the encapsuiated materials, under actual operation conditions.

The Palisades nuclear reactor is a pressurized water reactor built by Combustion Engineering Inc.

The surveillance program for the reactor pressure vessel was designed by Combustion Engineering Inc. to the requirements of ASTM E185-66. A complete description of the surveillance program has been reported by Combustion Engineering Inc.[1]

This report summarizes the testing of and postirradiation data obtained from Capsules T-330 and W-290 removed from the Palisades reacter vessel, and discusses the analysis of these data.

The data are compared to the results of tests performed on unirradiated material E

as reported by Battelle Columbus Laboratories r'

8092B:1b-102984 2-1

=w f

SECTION 3 BACKGROUND m

n I

g The ability of the large steel pressure vessel containing the reactor core and its primary coolant to resist fracture constitutes an important factor in

{

ensuring safety in the nuclear industry.

The beltline region of the reactor pressure vessel is the most critical region of the vessel because it is subjected to significant fast neutron bombardment.

The overall effects of fast neutron irradiation on the mechanical properties of low alloy ferritic pressure vessel steels such as SA-302 (Modified) Grade B (base mate-ial of the Palisades reactor pressure vessel beltline) are well documented in the f

literature. Generally, low alloy ferritic materials show an increase in hardness and ten;ile properties and a decrease in ductility and teughness under certain conditions of irradiation.

E-A method for performing analyses to guard against fast fracture in reactor 7

pressure vessels has been presented in " Protection Again e Non-ductile

{

Failure," Appendix G to Section III of the ASME Boiler and Pressure Vessel

[

Code.

The method utilizes fracture mechanics concepts and is based on the reference nil-ductility temperature, RT I

NDT*

The initial RT is defined as the greater of either the drop weight NDT E

ni,-ductility transition temperature (NDTT per ASTM E-208) or the temperature I

60 F less than the 50 ft lb (and 35-mil lateral expansion) temperature as

]

l determined from Charpy specimens oriented normal (transverse) to the major working direction of the material.

The RT f a given material is used to NDT f

index that material to a reference stress intensity factor curve (K7p curve) f which appears in Appendix G of the ASME Code. The K curve is a lower IR i

^

bound of dynamic, crack arrest, and static fracture toughness results obtained from several heats of pressure vessel steel. When a given material is indexed l

to the K curve, allowable stress intensity factors can be obtained for

-- 'j p

yp this material as a function of temperature.

Allowable operating limits car then be determined utilizing these allowable stress intensity factors, y

L k-4

{

80928:1b-102984 3-1

~

RTNDT and, in turn, the operating limits.of nuclear power plants can be

' ~

adjusted;to~ account for the' effects.of radiation on the reactor vessel

.' material properties. 'Ths radiation

reactor surveillance: program, in which a surveillance capsule is periodically removed from'the~ operating nuclear reactor and the encapsulated-specimens are-tested.. The increase in the average Charpy V-notch 30 ft-lb temperature-

-(ARTNDT) due to irradiation is added,to the original RTNDT to adjust;the-initial +-

'RT for. radiation embrittlement. -This-adjusted RTNDT (RTNDT NDT ARTNDT) is used~to indek the material to the KIR curve and, in turn, to set operating limits for the nuclear power plant which take into account the effects of irradiation on the reactor vesse' materials. _ RT can also be NDT adjusted by using radiation damage trend curves such as those identified in'-

NRC Regulatory Guide 1.99 Revision 1.

L8092B:1b-102984 3-2

SECTION 4 DESCRIPTION OF PROGRAM Eight surveillance capsules for monitoring the effects of neutron exposure on the Palisades reactor pressure vessel core region material were inserted in the reactor vessel prior to initial plant startup.

Six of these capsules were positioned on the inner wall of the reactor vessel (" wall" capsules), while the other two capsules were positioned closer to the core, on the outer wall of the core support barrel (" accelerated" capsules).

Figure 4-1 shows the location of the various irradiation surveillance capsule assemblies within the Palisades pressure vessel.

Two surveillance capsules for monitoring the effects of operating temperature on the Palisades reactor pressure vessel material were also inserted prior to plant startup.

In Figure 4-1, note their location in relation to the reactor core.

Capsules T-330 and W-290 were removed af ter 4.975 effective full power years of plant operation.

Per reference (1), the Combustion Engineering description of the Palisades surveillance program, each of these capsules contained Charpy V-notch impact and tensile test specimens (Figure 4-2) from the intermediate shell course plate, from submerged arc weld metal representative of the core region of the reactor vessel, and from the weld heat affected zone (HAZ) material.

The chemistry of the surveillance materials, as reported by Combustion II)

Engineering

, are presen tec in Table 4-1.

The chemical analyses reported in Table 4-1 were obtained from unirradiated material used in the surveillarce program. The surveillance plate material was cut directly from the inter-mediate shell course plate, and thus received the same heat treatment.

The surveillance material received 1 3/4 hours interstage and 30 hours3.472222e-4 days <br />0.00833 hours <br />4.960317e-5 weeks <br />1.1415e-5 months <br /> final heat, at 1150 + 25 F(1)

The base metal test materiai was fabricated from plate no. D-3803-1.

The weld metal test material was fabricated by welding together intermediate shell plate nos. D-3803-1 and D-3803-2.

The heat affected zone 00928:1b-102984 4-1 mmmm--mmmmme--mi mm m i

p i

i i i

g.

7 g

n v

.t

~

m

,S'*

A -

^

s.

Itss'timatefidifwasfabricatedby).weldingitogetherinteriediateLshell.pla'tenos.

~

K0-3803-2 and D'-38'03-3.'; EIn:their! summary 1 report on Lthe1 Palisades surve'illance t

[prograEII)$ Combustion Engineering exp1dinsMat,the: root Velds,Mf both the:

l

~

weld and HAZis'u'rveillancetmaterial,i. vere manually' welded with' an 8018-E Class 13 }6d.(sotelthe~backgroove: area Lhighlidht'ed in Figure M3)M andt then chipped f

'b1:k?after a givenjamount< of!faceLweld was established.1:The face welds /were.

~

(made' by;a'submergsd'are: process, Luiing' alMIL-84felectrode andja simultaneous-

~

~

1/16"'diameterfNickfl-200 wire fee'd.

' Alllthe plate test specimens ' represent _ma'terial_ takent at-lea'st one plateJ (thickne'ss from any water quenched edge.' cCharpy. specimens'were machined from:

s

~ the plate!in both" the longitudinal _-.'(major axis' ofL specimen' is p'arallel t'o it'h'e -

~

principalJrolling' direction),and transverse-(major. axis offthe specimen is-
perpendicular to)the principal rolling. direction)L orientations. Tensile

~

specimens iere machined from the plate with the major _ axis o'f the~ specimen.

parallel to the principalfrolling direction. Charpy V-notch and tensile specimen's from the hea 6affected zone ware. oriented with the-major axis of the-

~

. specimens transverse to.the welding direction. ' The root of the Charpy.

specimen notches were centered'on the fusion line between the ' base metal:and weld metal. For the weld metal ~ specimens, the Charpy V-no'tch specimen's were oriented with the major axis of the' specimen transverse to the welding direction, while the tensile specimens were oriented ~with the major axis of the specimen parallel to the welding direction.

The flux monitors were fabricated using six materials as neutron threshold-detectors -- uranium, sulfur, iron, nickel, copper and titanium. Two sets of flux monitors were~ installed in each tensile-monitor compartment. One set of '

flux. monitors, consisting of the.six different materials, are used to

-determine the neutron spectrum. Each detector was placed inside a grooved' 1/8-inch. sheath of 304 stainless steel (plain quartz in the case of sulfur)-

which-is used to identify the material and'to facilitate handling. Cadmium covers were used for those materials which have competing thermal activities (i.e'.,_ uranium, nickel and copper). The second set of monitors is composed of

' iron wires placed inside a grooved 1/16-inch sheath of 304 stainless steel,

~and-they. serve to evaluate the flux attenuation through the thickness of the

~

Charpy specimen.

80928:1b-102984 4-2

7 4.; -

nw -

+

=:: q L

- ;c c.

,~

., av n',

.i x

, j I,ll

+

~

'7

.g

n. i ' -

. j'-

..sc (Thitemperatiire monitor asseinblies' consist'of' four separate m'onito'rs, each of:.

s

-laidifferent.compo ition an'd thu's~ having"a;different) melting point ',The four :

alloys andlthAirJmel'tingjpointscare:

s d

92.5% Pb,SS.0% Snp2.5% Ag'

1 Melting Pointiof 536*F'

-90.0% Pb, 5.0% Sn, 5.0% Ag.

Ekelting Point of.558'Fi 4 f

97.5%-Pb,2.5%Ag(-

Melting' Point'of.580'F' 97.5%Pbf0.75%.~Sn,[1.75%-Ag-Melting ' Point fof. 590'F.:

c 4,

e-i 4

0 4

p 1..

80928:1b-091284 --

'4-3 <

.u yy 9

- - _. ~

4 g

, ~.,

e

i.

TABLE 4-1 CHEMICAL COMPOSITION OF THE PALISADES REACTOR VESSEL SURVEILLANCE MATERTALS

~

Chemical Composition (WT-%)

(Combustion Engineering Analyses (I))

Base HAZ Weld Weld I6)

Material,(8)

Material (b)

Metal Plate Plate Plate Element 0-3803-1 0-3803-2 0-3803-3 Root Face Root Face Si

.23

.32

.24

.24

.25

.25

.22 5

.019

.021

.020

.009

.010

.010

.010 P

.011

.012

.010

.011

.012

.011

.011 Mn 1.55 1.43 1.56 1.08 1.03 1.01 1.02

~

C

.22

.23

.21

.098

.080

.088

.086 Cr

.13

.42

.13

.05

.04

.05

.03 Ni

.53

.55

.53

.43 1.28

.63 1.27 Mo

.58

.58

.59

.54

.53

.55

.52 Al

.037

.022

.037 Nil Nil Nil Nil V

.003

.003

.003 Nil Nil Nil Nil Cu

.25

.25

.25

.25

.20

.26

.22

~

(a) Used to fabricate base metal test specimens.

(b) Fabricated by welding plate D-3803-2 to plate D-3803-3.

(c) Fabricated by welding plate D-3803-1 to plate D-3803-2.

^

8092B:1b-092684 4-4

%g Wall g

W-94

=

Reactor Vessel Well Core Support Serrel M \\\\kk Com Shroud qA w.110 a

i t

\\

es\\u j g l

l

-lmIzz N

Wall no x

W.,

\\

    • 'ko M \\\\\\\\\\\\\\\\ W Ebo Plan View Com Accelerated Support Capsule gecret Assembly Thermal Capsule Assembly xxxxs s # s.

sxxxxxxss' neactor vessel Elevation Wall Capsule Assembly Figure 4-1 Arrangement of Surveillance Capsules in the Palisades Reactor Vessel 8092B:1b-091284 4-5

i Capsule W-290-Capsule T-330 ro 6

i Ccmpartreat 1: HAZ Comparteent 1: HA2 E

y Tensile Tensile Wedge Coupling Assembly I.D. #1A14 I.D. 81C14 2

'J 2: HAZ 2: HAZ Extension AsserblY Irpact Impact i.D. elA24 I.D. #1C24 Tensile-Monitor C:xartment 3: Base (T) 3: Base (T) s Impact Impact

=

sI I.D. #1A32 1.0. #1C32 4: Base (L) 4: Base (L) s Tensile Tensile Charpy Impact Compa.trarts g g,gg4l g g,gg4l ab

{3 5: Base (L) 5: Base (L)

N Impa::t Impact Tensile-Monitor Compartment N

!.D. #1A51

.I.D. #1C51 s

s l

l 6: Weld 6: Weld Imp 4Ct jmpact I.D. #1A63 I.D. #1C63 s,

Charpy impac! Ccacarteents s ;

7: Weld 7: Weld Tensilo' Tensile l.D. eiA73 I.D. #1C73 s

Ten sile-Hon'. tcr Compartment D

si l

figure 4-2 Diagram Showing Lccation of Test Specimens, Thermal Monitors, and Dosimetry Monitors in the Palisades Surveillance Capsule Assemblies E

gl

n s,

d G

s 8d E

=

~$

=

Mih_3'*ek p

m

/v 5

sd b

Face weld root Face weld -%Q6 },Q v

i

\\

u e

p e

wiAIL WELD Proc, 0-sil!

\\

u iBACRGRo0VE W B -2966 A-112-o 23 16 R\\

ToSOUNP MEM.

E TYP.

4 WELD.

SECTlO\\'A-A'/8;7 SCALE 3 a l'-O' Figure 4-3 Palisades Weld Metal Surveillance Test Material Fabrication (From C-E f)rawing No. C-245-321-1)

~

-i r

m E

-2_

W 1_

SECTION 5 J

TESTING OF SPECIMENS FROM CAPSULES T-330 AND W-290 i

1 w.

5-1.

OVERVIEW

  1. r The postirradiation mechanical testing of the thermal and irradiated capsules' 4

Charpy V-notch and tensile specimens was performed at the Westinghouse Research and Development Laboratory, with consultation by Westinghouse Nuclear 1

=

Energy Systems personnel.

Testing was performed in accordance with 10CFR50, h

2 Appendices G and H, ASTM Specification E185-82 and Westinghouse Procedures RMFs 8402-0, 8102-0, and 8103-0.

Y Upon receipt of the capsules at the laboratory, they were opened in accordance lg with Westinghouse Procedure RMF 8404-0.

The specimens and spacer blocks were y'

carefully removed, inspected for identification number, and checked against s

the master list in C-E's summary report.[1] No discrepancies were found.

^*

S"

=

Examination of the four types of low-melting (536, 558, 580 and 590 F) alloys indicated no melting of any of the thermal monitors.

[

fa Samples of both the surveillance capsule plate and weld metal materials were chemically analyzed for the elemental content of Cr, Cu, Mn, Mo, and Ni (by an emission spectroscopy inductively coupled plasma method), and for P and Si eT (through wet analysis techniques).

i f

The Charpy impact tests were performed per ASTM Specification E23-82 and RMF

_r Procedure 8103 on a Tinius-Olsen Model 74, 359J machine.

The tup (striker) of

_l([

the Charpy machine is instrumented with an Effects Technology Model 500

}

instrumentation system. With this system, load-time and energy-time signals I

can be recorded in addition to the standard measurement of Charpy energy

[

(E ).

From the load-time curve, the load of general yielding (Pgy), the h

D time to general yielding (tGY), the maximum load (P ). and the time to f

M maximum load (t ) can be determined. Under some test conditions, a sharp

{

y drop in load inoicative of fast fracture was observed.

The load at which fast A_

r E

80928:1b-102984 5-1 T

' fracture was initiated is identified as the fast fracture load (P ), and the p

load at which fast fracture terminated is identified as the arrest load (P )*

A The energy at maximum Iced (E ) was determined by comparing the energy-time M

record and the load-time record.

The energy at maximum load is roughly equivalent to the energy required to initiate a crack in the specimen.

.Therefore, the propagation energy for the crack (E ) is the difference p

between the total energy to fracture (E ) and the energy at maximum load.

D The yield stress (cy) is calculated from the three point bend formula.

The flow stress is calculated from the average of the yield and maximum loads, also using the three point bend formula.

Percentage shear was ' determined from postfracture photographs using the ratio-of-areas m thods in compliance with ASTM Specification A370-77.

The lateral expansion was measured using a dial gage rig similar to that shown in the same specification.

Tension tests were performed on a 20,000 pound Instron, split-console test machine (Model 1115) per ASTM Specifications E8-83 and E21-79, and RMF Procedure 8102. All pull rods, grips, and pins were made of Inconel 718 hardened to Rc45. The upper pull rod was connected through a universal joint to improve axiality of loading. The tests were conducted at a constant crosshead speed of 0.05 inch per minute throughout the test.

Deflection measurements were made with a linear variable displacement transducer (LVDT) extensometer. The extensometer knife edges were spring-loaded to the specimen and operated through specimen failure. The extensometer guge length is 1.00 inch. The extensometer is rated as Class B-2 per ASTM E83-67.

Elevated test temperatures were obtained with a three-zone electric resistance split-tube furnace with a 9-inch hot zone. All tests were conducted in air.

Because of the difficulty in remotely attaching a thermocouple directly to the specimen, the following procedure was used to monitor specimen temperature.

8092B:1b-102984 5-2

r-R '

Chromel-alumel thermocouples were inserted in shallow holes in the center an'd each end of the gage section of a dummy specimen and in each grip.

In test.

. configuration, with a slight load on the specimen, a plot of specimen temperature versus upper and lower grip and controller temperatures was developed over the range room temperature to 550'F (288'C).

The upper grip was used to control the furnace temperature. During.the actual testing the grip temperatures were used to obtain desired specimen temperatures.

Experiments indicated that this method is accurate to plus or minus 2*F.

The yield load, ultimate load, fracture load, total elongation, and uniform elongation were determined directly from the load-extension curve.

The yield strength, ultimate strength, and fracture strength were calculated using the original cross-sectional area.- The final diameter and final gage length were determined from postfracture photographs.

The fracture area used to calculate t'e fracture stress (true stress at fracture) and percent reduction in area h

was computed using the final diameter measurement.

5-2.

THERMAL MONITOR MELTING Due to the lack of thermal monitor melting, questions arose as to whether the Palisades reactor was operating at a lower than design temperature, or whether the thermal monitor melting points were other than had been specified. To answer thie, a system, consisting of a troughed brass block resting on a hot plate, was rigged for melting the capsule thermal monitors. A thermocouple was placed in the trough with the monitor wire, and upon gradual heating the temperature of visually observable melting was noted. To prevent oxide formation from visually concealing the point of monitor melting, the monitors were coated with flux.

Prior to testing the Palisades thermal monitors, controls were run of calibrated Westinghouse thermal monitors.

Two Palisades thermal monitors (536 ard 590*F) (from capsule T-330) were then tested. The 590 F monitor melted at its rated temperature. The 536*F monitor melted only upon reaching 572*F, which indicates that the 536*F monitor has a much higher melting point and therefore is not truly a 536*F monitor. A 558'F monitor from capsult W-290 was then tested and resulted in a melting temperature of 590*F. Based on 80928:1b-102984 5-3

r;m n>, n. m sy..,

7

^= -

d

'f Q)..

- ij i

-1 l

these-test results' it 'cppearsEth'at a mixup' int monitors occurred during thel E

1

?

finitialloadingofthe.capsu'les~andTthereforea'reliableestimateof.thei-

{ capsule. temperature canno't be determined' from1the. thermal 1 monitors.1

]

~

1 5-3.:! CHEMICAL' ANALYSIS-T Chemicalanalyses.wereperformedonfracturedCharpyiV-notchspecimensin c order to. confirm the chemical _ composition-of'the surveillance plate and weld:

j materials.~' The chemical. analysis results are summarized in Table:5-1. The.

i

~

~

most notable 1 feature of-'these analyses. is the great' variance measured in the:

nickel; content, specifically from.95 to 1.60 wt. %. -From the high' nickel 1

content, it1is evident that a Nickel-200' addition was'ma'de to the surveillance

weldment, and from the~ nickel variances observed it c'an be concluded thati the.

rate' f. Nickel-200' addition was varied during welding.

5-4.

CHARPY V-NOTCH IMPACT TEST RESULTS Capsule T-330:

The results of the Charpy V-notch-impact tests performed on the various materials contained in Capsule T-330, the thermal capsule,' are presented in

~

Tables 5-2 through 5-9 and Figures 5-1 th' rough 5-4.

From the Charpy V-notch

. plots based on'best engineering judgement it appears that the weld and heat-affected zone metals have experienced a 60 to 70*F shif t in the ductile:

to brittle transition temperatures due to exposure to elevated temperature,-

but no decrease in upper shelf energy.

The fracture appearance of each Charpy specimen from the varicus materials is

~

shown in Figures 5-5 through 5-8, and show an increasing ductile or tougher

. appearance with increasing test temperature.

A typical instrumented Charpy curve, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is presented in Figure 5-9.

T :

~8092B;1b-102984-5-4

l Capsule W-290:

The results of the Charpy V-notch impact tests performed on the various 19 2

materials contained in Capsule W-290, irradiated at 1.09 x 10 n/cm, are presented in Tables 5-10 through 5-17 and Figures 5-10 through 5-13.

A summary of the transition temperature increases and upper shelf energy decreases for the Capsule W-290 material is shown in Table 5-18.

Irradiation of the vessel ~ intermediate shell course plate D-3803-1 (transverse 19 orientation) to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-10) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 155 and 160*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 18 ft-lb.

Irradiation of the vessel intermediate 19 2

shell plate material (longitudinal orientation) to 1.09 x 10 n/cm (Figure 5-11) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 175 and 180*F, respectively, and an' upper shelf energy decrease of 43 ft-lb.

19 Weld metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-12) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 290 and 300*F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 54 ft-lb.

19 Weld HAZ metal irradiated to 1.09 x 10 n/cm2 (Figure 5-13) resulted in 30 and 50 ft-lb transition temperature increases of 235 and 245 F, respectively, and an upper shelf energy decrease of 44 ft-lb.

The fracture appearance of each irradiated Charpy specimen from the various materials is shown in Figures 5-14 through 5-17 and show an increasing ductile or tougher appearance with increasing test temperature.

Figure 5-18 shows a comparison of the 30 ft-lb transition temperature increases for the various Palisades surveillance materials with predicted increases using the methods of NRC Regulatory Guide 1.99, Revision 1.[3]

80928:1b-102984 5-5

E r

1

(

A-The regulatory curves used for comparison were developed from the average copper and phosphorus contents (averages of the analyses presented in Tables F-4-1 and 5-1) of plate 0-3803-1 and the weld metal.

This comparison shows that the plate transition temperature increases resulting from irradiation to 1.09 19 2

x 10 n/cm are less than predicted by the Guide for plate D-3803-1.

The I

19 7

weld metal transition temperature increase resulting from 1.09 x 10 i

n/cm is greater than predicted by the Guide. This can be explained by the high nickel content of the weld metal.

It is widely recognized today that j

nickel has a profound effect upon the irradiation damage of reactor vessel materials, whereas the current revision of Regulatory Guide 1 99 does not incorporate this iniportant variable.

i G

5-5.

TENSION TEST RESULTS S

Capsule T-330:

I The results of the thermal capsule tension tests performed on plate D-3803-1

=

(longitudinal orientation) and weld metal are shown in Table 5-19 and Figures 5-19 and 5-20, respectively.

These results show that the thermal environment

?

produced little change in the 0.2 percent yield strength of the plate and welo 7

material. Fractured tension specimens for each of the materials are shown in

]

Figures 5-22 through 5-24.

A typical stress-strain curve for the tension c_

specimens, representing the curves of both Capsule T-330 and Capsule W-290, is E

shown in Figure 5-25.

Capsule W-290.

y_

'Ff The results of the irradiated capsule tension tests performed on plate Io D-3803-1 (longitudinal orientation) and weld metal irradiated to 1.09 x 10 -

f n/cm are show in Table 5-20 and Figures 5-25 and 5-27, resoectively.

These results show that irradiation produced an increase in the 0.2 percent yield strength of approximately 20 ksi for plate D-3803-1 and of approximately 30 l

ksi f or the weid metal. Fractured tension specimens for each of the materials are shown in Figures 5-29 through 5-31.

1

g t

TA8L'E 5-l' Results'of Chemical Analyses Performed on-Palisades

-Charpy V notch Specimens:(WT-%)-

!Charpy Specimen Cr

Cu-Mn.

No Ni

'P-Si 37C (Weld Metal.

.050'

.25U 1.28=

.51-

-1.60-

. 0'13.

i20-341 (Weld Metal):

.056.

.30 1.20-

.52 1.38-

.014

.25-

460 (Weld Metal Portion of HAZ-Specimen).

.050

.26 1.22

.47 1.19

.015:

.24 46E (Weld Metal Portion of HAZ Specimen)-

.050

.25 1.09

,45 0.95

.014

-.19-

-22J (Plate D-3803-1)

.11

.24 1.66-

. 4 5.

0.53

.005.

.20 25J (Plate D-3803'1).

.11

. 24 1.61

-.45 0.52

.004

. 24 ~

4 l

l 80928:1b-091984 5,

bf ;_;'

.YI i

y_

er

~

a.

-TABLE 5-2; CAPSULE T-330,1THERNAL' CAPSULE-

~

CHARPY-V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES :

INTERMEDIATESHELLPLATE.D-3803-1l-(TRANSVERSEORIENTATION).

. Sample - Temperature' Impact Energy-Later 1 Expansion Shear-No.

(*F)

_(ft-lb)

(mils);

-(%)

j l

~ 75 5

'6.5

- 5

'22M 22L~-

-25 13 18 10:

-22J' 25 28 20 -:

26'

-22E-50 47-42.5 47:

21L 60 148-47.5

.45-22B-

.77 79 58 50-22C 100 71 60-56 21J 150' 82 64.5 78

21K, 200 112

-78

'100

-220 250 92 74 100 22K 300 117 80 100-21M 400 110 78 100

'8092B:1b-091984:

5-8 e

ee

-io.-

=

s

-m,*--

_=

TABLE 5-3 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)

Sample Temperature Impact Energy lateral Expansion Shear No.

( F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

13M

-50 7

9 2

13P 0

13 13.5 14 13C 25 39 32.5 20 138 35 50 47.2 27 13E 50 65 53 40 13J 77 112 74.5 66 13K 150 131 91.5 83 13Y 200 156 87.0 100 130 300 158 77.5 100 13L 350 158 85.5 100 13T 400 215 67.5 100

  • Specimen 13U was inieroperly centered on anvil.

'1 80928:1b-091984 5-9

TABLE 5-4 CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD METAL Sample Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear No.

(*F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

33M

-100 12 17 18 33K

- 75 45 39 30 343

- 60 22 26 29 341

- 50 31 32 37 33L

- 50 23 26 42 33P

- 25 32 28.5 40 342 0

82 65.5 60 33Y 25 93 75.5 84 344 77 79 88.5 94 33T 150 120 94.5 100 33J 300 122 74.5 100 33U 350 155 79 100 80928:1b-091984 5-10

g 4

w j

2

TABLE 5 =

CAPSULE T-330,eTHERNAL CAPSULE'

~

CHARPY.V-NOTCH: IMPACT DATA FOR:THE PALISADES ~

PRESSURE VESSEL WELDLHEAT-AFFECTED ZONE METAL ~~

_ Sample cTemperature-

_ Impact Energy.

' Lateral Expansion' ' Shear

~

No.

(*F)

(ft-lb):

z(mils)-

~(%).

430 45.

39 13 420-

-25 27 27.5 14 42E

-10 43 41.5-34 44D 0,

55

-47.5

~44 43E 25 52 47 43 41E 40 88 57-

'62 46E 50 130 84' 88 44E 60 115' 81

. 84 460 77 70 55:

.85~

45E 150 125-80.5

.100 41D 225

-110 67

'100 450 300 121 77 100 80928S1b-091984-5-11

l 2

ca i

R l

8 TABLE 5-6' l

CAPSULE.T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR l

PALISADES INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (IRANSVERSE ORIENTATION)~

i l

l Normalised Energies Test Charpy Charpy Maximum

. Prop Yield Time Maximum.~ Time to. Fracture.. Arrest - Yield

' Flow l

Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A-Load to Yield.. Load. Maximus

-Load

. (kipe)

(kei)

.'(kei)

Load

- Stress :. Strese Number

( F)

.(ft Ibe)

(ft-Ibe/in*2)

(kipe)

(uSec)

(kipe)" (uSec). (kipe) 22M

-75 5.0 40 17-23 2.60 85 2.60-i-

ui 22L

-25 13.0 105 70 34 3.30-90 3.55-195 3.55

. 25 '

108 til 1

22J 25 28.0 225 139' 87 3.10 85

-3.75 350 3.75

.70

~102 113 N

22E 50 47.0 378 198 180' 2.95 160 3.952 560 3.95

' I '. 9 5 97 114 i

21L 60 48.0 387 254 133 2.95 85 3.95 605

'3.90

-1.55

'98

.115 225 77 79.0 636

.307 329-2.85 80 4.00 725

-3.85 1.95 94 113 22C 100 71.0 572 262 309 2.60 90 3.85 655 3.60 1.95 86 107 2tJ 150 82.0 660 193 467 12.70 80 3.60 500 21K 200 112.0 902 258 644 2.60 85 3.75

~ 655

^3.00-2.50' 89 104 86 105 22D 250 92.0 741 226 515 2.25 50' 3.50-610 74 -

95 22K 300 117.0 942 294 648 2.10' 50 3.55 775 69 93 21M 400

!!0.0 886 249 637-2.20 85

3.45 675 73-94

cn 5'

3 TABLE S-7 y

CAPSULE T-330, THERMAL CAPSULE INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERMEDIATE SliELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)

Ho w lized Energies Test Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Haslam Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A Load to Yield Load Maximum Load Load Stress Streso Number

( F)

(ft lbs)

(ft-lbs/in*2)

(kips)

(uSec)

(kipe)

(uSec)

(kipe)

(kips)

(ksi)

(ksi) 13M

-50 7.0 56 24 32 3.35 85 3.75

.lG m

13P O

13.0 105 38 66 3.15 90 3.20 125 3.10

.35 104 105 1

13C 25 39.0 314 201 113 3.00 85 4.05 485 4.05

.70 99 117 13B 35 50.0 403 162 241 2.85 80 3.80 410 3.75 2.15 95 110 13E 50 65.0 523 314 209 2.90 90 4.00 740 3.95

.90 97 115 13J 77 112.0 902 350 552 2.80 80 4.10 815 3.25 1.60 93 114 13K 150 131.0 1055 332 723 2.45 70 3.90 815 2.30 1.70 81 105 13Y 200 156.0 1256 323 933 2.55 90 3.75 825 85 104 13D 300 158.0 1272 290 982 2.40 100 3.55 775 80 99 13L 35 0 158.0 1272 294 978 2.10 45 3.45 805 68 91 137 400 215.0 1731 285 1446 2.10 60 3.50 770 69 92

~

- -., ; *.g,.,/I#,.,.

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V -

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.i S

.e mo D

fu m

' Q_

E a

E TABLE 5-8 O

CAPSULE T-330, TilERMAL CAPSULE D

.A INSTRUNENTED CHARPY IMPACT TEST RESULTS FOR 1

D e

PALISADES WELD NETAL y

7>

Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximus Prop Yield Time Maximus Time to Fracture Arrest Yield Flow I

~

Sample Tem p Energy Ed/A Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximus Load I,oad Strees Stress 1

Numbe r

( F)

(ft lbs)

(ft-lbs/in*2)

- (kips)

(uSec)

(kips)

(usee)

(kips)

(kips)

(ksi)

(ksi)

.Y 33M

-100 12.0 97 68 29 3.65 125 3.85 200 3.80

.30 121 124 33K

-75 45.0 362 218 144 3.35 90 4.15 500 4.05

.15 110 123

?

343

-60 22.0 177 139 38 3.3) 95 3.85 345 3.85 45 110 119 341

-50 31.0 250 176 74 3.25 95 3.95 425 3.95

.50 107

!!9 g

33L

-50 23.0 185 104 82 3.25 91 3.70 270 3.55

.55 108 115 33P

-25 32.0 258 181 77 3.15 95 3.85 445 3.80

.75 105 116 Da 342 0

82.0 660 290 371 3.10 90 4.10 670 3.45 1.15 102 119

.i l

33Y 25 93.0 749 274 474 2.95 95 3.90 665 3.40 2.2 98 114

/

7 344 77 79.0 636 335 301 2.70 85 3.80 825 2.95 2.2 90 108 337 150 120.0 966 300 666 2.50 75 3.65 770 83 102 i

33J 300 122.0 982 283 699 2.20 75 3.40 780 73 93 33U 350 155.0 1248 280 968 2.10 65 3.30 775 70 90 P.

~

l r

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4

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.Q TABLE 5-9

}

. CAPSULE T-330, THERNAL CAPSULE I

INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR 4

PALISADES WELD IiEAT AFFECTED ZONE NETAL t.

Norme11 ed Energies

,Teet Charpy Charpy Maximum -

Prop

. Yield

, Time. Maximum Time' to. Fracture ' Arrest Yield.

Flow.

Compte Temp Energy Ed/A

.Ea/A Ep/A Load to Yield _ Load Maximum Load

. Load :.Strese

Strese, Number

( F)

(ft Ibe)

(ft-lbs/in*2)

(kipe)

(usee)- (kipe)

(uSec)~ (kipe)' (kipe)--(ksi)

(kot)-

- 43D 17.0

'137 114 13 3.55' 95.

4.05 275 4.05'

-117 ;

175 42D

-25 27.0 217 174' 44 3.40 105.

- 4.05.

410 4.05

.35 112~

123'-

T 42E

-10 43.0 346 222 125 3.3a

.90 4.15-

505, 4.15 1.15-110

'124a g

. 44D 0

55.0 443 179

264 3.50-105

'4.15 415:

4.15

.25 116 127-43E 25 52.0 419 211 207 3.20 90 =

3.90-500 3.80 1.35-

.106'-

118' 41E

-40 88.0 709 347 362 3.15 90 4.30-770 3.75 1.75 105.

124 46E 50 130.0 1047 326 721 3.10 95 4.10 750 2.15-1.40.

103--

119-44E 60 115.0 926 282 644 3.15' 100=

.4.00 665 2.70

1.60

'103 114

- 46D 77 70.0 564 209 354 3.05 85 4.00 495 3.85

-2.25

'101 -

-117 45E 150 125.0 1007 313 693 2.80 85 3.75' 770 92 -

108 41D 225 110.0

-686 246 640 2.45 65

~3.80 610 80 -

103 45D 300 121.0 974 312 662 2.25 75

'3.55 820

~74-96 -

o r

~

t

g i2 S

m 9

9m TABLE 5-10 g

CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE g

4 CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES I

e l INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (iRANSVERSE ORIENTATION) 7J k

Sample Temperature impact Energy Lateral Expansion Shear

.]

No.

(*F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

i 25K 79 17 16 15 l

25P 150 23 25 27 2<M 175 30 26.5 34 j) 25J 200 33 30 41 M

25L 225 67 62.5 76 24E 225 72 61.5 79 25Y 250 84 60.5 89 24J 250 76 63.5 92 g

25M 275 78 71 100 g

24K 300 84 66.5 100 l

a 25T 350 88 71 100

- g 25U 450 85 68.5 100 a

J2 S

E b

e 5

l 8092B:1b-051984 5-16

d d

i m

TABLE 5-11 i

CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE "j

M CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES 7

INTERMEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION) 3

-Y il l

Sa:nple Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear No.

(*F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

g

-7 164 79 11 12 5

g ISD 150 20 21.5 23 ij 1 81.1 150 25 24.5 27 162 175 22 23 29 163 175 34 31 34 3

1AT 200 47 36 39 1AP 200 49 33 36 1AY 225 71 59.5 67

-e 165 250 110 75.5 89 j

166 300 116 80.5 100 5j 161 3b0 109 84 100 16E d50 112 78.5 100 sk l

=

2 A

3 s

&a h

80928:lb-091984 5-17

'm T

TABLE 5-12 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE t

CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD METAL l

h Sample Temperature Impact Energy Lateral Expansion Shear I

No.

(*F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

4 34A 79 8

8 5

[

34E 125 10 10.5 15 5

340 150 18 14 25 I

37L 175 18 16 24 37C 200 28 22 33 5

37J 225 45 35.5 71 348 250 36 38 67

[

37D 275 64 49 89 f.

37B 300 61 49 95 t

(

37K 350 72 52.5 100 3-37A 450 67 67.5 100 I

34C 500 52 51.5 100 t

7 4

d=

7i Er n,

?

7 i

i T:

}

80928:1b-091984 5-18 i

TABLE 5-13 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE CHARPY V-NOTCH IMPACT DATA FOR THE PALISADES PRESSURE VESSEL WELD HEAT-AFFECTED ZONE METAL Sample Temper ature Impact Energy lateral Expansion Shear No.

(*F)

(ft-lb)

(mils)

(%)

426 50 16 12.5 16 457 79 51 36.5 45 427 100 21 20.5 32 453 100 36 27.5 28 425 125 27 10.5 34 456 150 28 25.5 41 4AZ 150 35 32.5 49

-M 451 175 35 35 59 IPn.'t.f?.

4AA 200 62 47 74 cg.

K y-455 250 79 53 91 f..'l:'Ij 454 350 73 60.5 100

. :.. s. r

  • g p:7 452 40 71 60.5 100 Y ?.i.

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L._ V.

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9._ %;-

80928:1b-091984 5-19 CL.

E.

2 w

R TABLE S-14 b

CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE INSTRUNENTED CilARPY INPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERNEDIATE SHELL PLATE D-3803-1 (TRANSVERSE ORIENTATION)

Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximus Prop Yield Time Maximus Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximum Load Load Stress Stress (kips)

(uSec)

(kips)

(uSec)

(kips)

(kipe)

(kei)

(ksi)

Number

( F)

(f t Ibs) -- (f t-lbs/in*2) 25K 79 17.0 137 69 68 3.10 85 3.40 200 2.90 102 107 25P 150 23.0 185 117 68 3.25 95 3.80 295 3.80

.55 107 117 m

24H 175 30.0 242 134 107 3.15 90 3.90 335 3.85 1.00 104

!!7 L

25J 200 33.0 266 144 121 3.05 90 3.85 360 3.85 1.60 101 114 0

25L 225 67.0 540 219 320 3.15 90 4.20 495 3.90 3.10 104 121 24E 225 72.0 580 220 360 3.15 85 4.15 500 104 120 25Y 250 84.0 676 212 465 2.70 70 4.00 495 90 111 24J 250 76.0 612 214 398 2.95 85 4.05 505 98 116 25H 275 78.0 628 189 439 3.05 95 4.00 450 101

!!7 24K 300 84.0 676 214 463 2.85 80 4.10 500 95 115 25T 350 88.0 709 260 449 2.55 65 3.95 605 84 108 25U 450 85.0 684 195 490 2.45 75 3.70 500 82 102 l

._w_ _m 8n GA TABLE S-15 CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E

INSIRUMENIED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES INTERMEDIATE SilELL PLATE D-3803-1 (LONGITUDINAL ORIENTATION)

Normalized Energies Test Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Maximum Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Enargy Ed/A

.Em/A Ep/A Load to Yield Load Maximue Load Load Stress Stress Numbe r

( F)

(ft Ibs)

(ft-lbs/in*2)

(kips)

(uSec)

(kips)

(usee)

(kips)

(kips)

(kai)

(kei) 164 79 11.0 89 60 28 3.30 95 3.60 175 3.55

.15 110

!!4 y'

16D 150 20.0 161 101 60 3.25 90 3.85 260 3.85

.65 107

!!7 N

1 Atl 150 25.0 201 147 54 3.20 95 4.00 360 3.95

.25 106 120 162 175 22.0 177 103 74 3.15 90 3.80 270 3.70

.85 104 114 163 175 34.0 274 204 70 3.00 95 3.90 495 3.90

.75 99 114 1AT 200 47.0 378 258 120 3.15 95 4.20 585 4.20 1.50 104 122 l AP 200 49.0 395 277 118 2.95 85 4.10 640 4.05 1.35 98 117 1AY 225 71.0 572 282 290 2.80 80 4.05 650 3.80 2.20 93 114 165 250 110.0 886 292 593 2.60 65 4.25 650 3.50 2.95 86

!!3 166 300 146.0 934 276 658 2.75 80 4.00 650 91 112 161 350 109.0 878 258 619 2.65 75 4.05 605 87 Ill 16E 450 112.0 902 251 651 2.50 70 3.85 605 82 105

Wh15 l

Oa TABLE 5-16

{y CAPSULE W-290. IRRADIATED CAPSULE

.E.

INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR PALISADES WELD NETAL Normalized Energies Test Charpy Charpy Maxistne Prop Yield Time Maximus ~ Time to Fracture Arrest Yield Flow Sample Temp Energy Ed/A Ea/A Ep/A Load to Yield Load' Maximm.

Load Load Stress Strees Number

( F)

(ft 1bs)

(It-lbe/in"2)

(kips)

(usee)

(kips)

(usee) ;(kipe)

(kipe)' (ksi)

(ksi) 34A 79 8.0 64 42 22 3.50 90 3.75 125 3.75 116 121:

34E 125 10.0 81 60 20 3.40 95 3.75.

170 3.75 113 119' 34D 150 18.0 145 109 36 3.55 95 4.20 260 4.20-

'117 128' f

37L 175 18.0 145 94 51 3.60 95 3.95 230-3.95

.25 119-

!125 ro 37C 200 28.0 225 157 68 3.45 95 4.20 360-

.4.15

.65 115 127' 37J 225 45.0 362 189 17 3 3.50 85 4.40 405 4.35 3.00 116-130 34B 250 36.0 290 145 145 3.45 85 4.15 330 4.00

-2.25 113

-125-37D 275 64.0 515 203 313 3.40 85

'4.25 445' 112 126 378 300 61.0 491 179 312 3.40 85 4.15 405' 112 124-37K 350 72.0 580 182 398 3.30.

'105 4.05 430 109 121

~ 70 370 3.15

- 85 3.95.

-400 1104 118 1

37A 450 67.0 540 34C 500 52.0 419 183 236 3.00 85.

3.75 445

-99_

L111 g

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~

P 5*

'c3 TABLE 5-17

u>

G' CAPSULE W-290, IRRADIATED CAPSULE E

INSTRUMENTED CilARPY IMPACT TEST RESULTS FOR' PALISADES WELD HEAT AFFECTED ZONE METAL y

Normalised Energies Teet

-Charpy Charpy Maximum Prop Yield Time Maximus -' Time to l Fracture. ' Arrest

Yield, Flow Sample Temp Energy Ed/A Em/A Ep/A

. Load. to Yield Load Maximum' ' Load Load

.. S trees Strees Number

(.F)

(ft Ibe)

(ft-lhe/in*2)

(ktpe)

(uSec)

(kips) ;(uSec)' (kipe)' (kipe) ;(kat):

(kat).

426 50 16.0 129 104 25 3.25 85-3.95 260 3.95

'108 :

'120.

['

457 79 51.0 411 222

.188

-3.20 85 A.30 495 4.20

. 90 _

106-

~124 y

427 100 21.0 169 108 61 3.30 90 3.95 270

~3.95

. 80

109 170 '

453 100 36.0 290 237 53 3.65 90 4.45 500 4.35' 120'..

z134 425 125 27.0 217 134 84 3.lc 90 3.85 335; 3.80

.85

'103 115 456 150 28.0 225 138 88 '

3.25.

95 4.00 335'

'4.00.

1.35

108-120 4A2 150 35.0 282 136 146 3.30 95 3.95 330.

3.85 1.30!

110 121 451 175 35.0 282 133 149 3.15 95 3.90

-335 3.85 1.65L

'104 116:

4AA 200 62.0 499 252 247 2.85 85 3.95 605

,3.80 2.15 ~

'94 113 -

455 250 79.0

-636 218 418 3.15 85 4.10 495 3.95 3.15' 105.

120',

454 350 73.0 588 164 424.

2.65 75 3.85 405-87

'107.

i 452 450 71.0 572 170 401

-2.30

-50 3.55' 445 76 96 i

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TABLE 5-18

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.S EFFECT OF IRRADIATION AT 1.09 a.10 (E >.1 HeV)

. ON THE NOICH TOUGHNESS PROPERTIES OF THE' j

PALISADES SURVEILLANCE VESSEL MATERIALS

[

..p Average Average 35 mil

. Average Average, Energy Absorption-30 ft-lb Temp (*F)

Lateral Espansion Temp ~(*F) 50 ft-Ib Temp.(*F).

'atFullShear(ft-Ib) l

-Material Unirradiated Irradiated AT Unirradiated Irradiated AT Untrradiated -. Irradiated' aT ':. Unirradiated~~ Irradiated f a,(fteib) ei Plate 25 180 155 25 1% '

170 55

'215-160-102?

84.

- 18.

0-3803-1 m

-(Transverse)

'2 Plate 0

175 175 5

190 185' 20 -

200'

.180-

'155-

' 112.:

43 '

D-3803-1 (Longitudinal)

' Meld Metal

-85' 205

- 290

-75 240 315

-50 250 300

'118'

' 64 -:

54 '

^

HAZ Metal

-90 145 235

-55 150 215

-65' 180s "245-116 :

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TABLE 5. -

e

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Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades-Surveillance Material y

E TEST

.2% TIELD ULTIMATE FRACTURE FRACTURE FRACTURE UNIFORM IT)TAL.

REDUCTION SAMPLE TEMPERATURE STRENGTH STRENGTH LOAD STRESS STRENGTH ELONGATION ELONGATION in AREA.

Fi NUMBER MATERIAL.

F kai kai kip kai kai I

Fl IDK PLATE 65 64.2 86.6 2.65 179.8 54.0 12.0 27.3

70 IDL PLATE 120 62.1 82.5 2.45 179.0 49.9 11.4

' 26.2 -

72 '

IDJ PLATE 550 57.0 83.5 2.80 156.4 57.0 9.9 21.31 54 T

3DK WELD

-10 75.9 94.2 3.10' 198.5 63.2 13.5 27.1-

.8 3DJ WELD 74 74.4 91.7 3.25 186.4 66.2 12.0

.25.5 6 4 --

T 3DL WELD 550 63.2 85.1 3.25 159.6 66.2 10.0 19.2 59.

1 -

4DK HAZ 25 66.7

-88.6 2.85 180.0 58.1.

9.9

22.7 68
  • 4nJ HAZ 74 64.7 84.5 9.9 l

1

  • 4DL HAZ 550 57.4 81.5-7.8
  • 1hese specimens fractured outside the gage length.

~ ",

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I E

W f

I

\\

41 1

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. M H

R TABLE 5-20 g

Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades I9 2

Surveillance Material. Irradiated to 1.12 x 10 n/cm h.

TEST

.2% TIELD ULTIMATE FRACTURE FRACTURE FRACTURE UNIFORM

-TOTAL' REDUCTION E

SAMPLE TEMPERATURE STRENGTH STRENGTH LOAD

' STRESS STRENGTH ELONGATION ELONGATION in AREA NtTMBER MATERIAL F

koi kat kip kai kai Z-IEL PLATE 210 81.9 97.8' 3.30 202.6 67.2 10.1 21.2 67

}

T IEM PLATE 245 79.5 97.8 3.30 223.9 67.2-9.9 21.0-70

[

IEK PLATE 550 73.9 96.4 3.45 224.1 70.3

.9.0 19.2 69 376 WELD 210 95.7 109.4 4.00 235.7 81.5

'11.1-20.8 65 3J1 WELD 300

-92.7 105.9 4.00 198.9

'81.5 10.2 19.8:

59

^

3J7 WELD 550 87.6 104.9 4.10 187.2 83.5 8.7 17.1 55 4E1.

HAZ 165 82.0 98.8 3.25 191.5 66.2 8.1 19.5

- 65 1

4EM HAZ 225 78.9 96.8

-3.35 237.5 68.2.

7.1 17.5

.71 4EK HAZ 550 73.9 94.7 3.60

-172.5 73.3 6.3 '

14.7.

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100 200 300 400 TIIPERATURE ( F)

Figure 5-1.

Thermal Capsule Charpy V-Notch Irpact Properties ~

for Palisades Intermediate Shell Plate 0-3803-1 (Transverse Orientation) 80928:1b-091384 5-27

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100 200 300 400 TEEPERATURE ( F)

)

Figure 5-2.

Inermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1

)

(Longitudinal Orientatier.)

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80923:1b-091384 5-28

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Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties ~

7

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for Palisades Weld Metal

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1 80923:1b-091384 5-29

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-100 0

100 200 300 400 TIEPERATUtt ( F)

Figure 5-4.

Thermal Capsule Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 8092B:1b-092684 5-30

10644-7 k

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Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-31

10644-8

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Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-32

10644-9

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Thermal Capsule (T-330) Charpy Imnact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal I

5-33

10644-10

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Thermal Capsule (T-330) Charpy Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 5-34

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    • nHaximum Load ***
      • Fast Fracture ***

P=2.82kib t= 80uS P=4.09klb E= 45.4ft-lbs t= 815uS Pf=3.24kib Pa=1.62klbl-

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Irradiated Capsule Charpy V-Notch Inipact Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (TransverseOrientation) 80928:1b-091984 5-36 5

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Figure 5-11.

Irradiated Capsule Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Intertnediate Shell Plate D-3303-1 (Longitudinal Orientation) 80928:1b-C92684 5-37

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Irradiated Capsale Charpy V-Notch Impact Properties for Palisades Weld Metal 8092B:1b-091984 5-38

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Figure 5-13.

Irradiated Capsule V-Notch Impact Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 2

80928:1b-091984 5-39

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Irradiated Causule Charpy (W-290) Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Transverse Orientation) 5-40

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D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-41

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37B 37K 37A 34C i I Figure 5-16. Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal 5-42 A

10644-14 I' w; s I ., ym y v ;.:q I:L, Mi d::;g . ig .41 h .:. :3g a 426 457 427 453 l l .. ayes i s q#, p a A y\\m I ,4 -4 x 7 '., t w ' -Q

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Figure 5-17. Irradiated Capsule (W-290) Charpy Impact Specimen l Fracture Surfaces for Palisades Weld Metal Heat Affected Zone Metal 5-43

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l 100 ULTIMATE g TENSILE n. STRENGTH me bS 0.2% YlELD E,, s0 STRENGTH g 0 O UNIRRADIATED 4 IRRADIATED 80 A a e m;0 REoucTiOu = . g IN AREA 60 E ~ ~ >= >= 40 sJ U N Qm_- TOTAL ED Cr,j A ELONGATION 30 k UNIFORM 9-e g ELONGATION 0 ''''''''''''''''''''''''t O 100 200 300 400 500 000 TERPERATURE ( F) Figure 5-19. Thermal Capsule Tensile Properties for Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (longitudinal Orientation) 80928:1b-091984 5-45

C ( l -100 4-m ULTIMATE q y TENSILE [ g STRENGTH ^ =

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10644 1 Te t t6* Te t at 0 Te te t50 1234 6789 0 10THS 1 INCHES Figure 5-22. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Intermediate Shell Plate D-3803-1 (Longitudinal Orientation) 5-48

10644-2 Te t t 0 Te t t l 1 Te t t 0 i i [ 1234 6789 i 5 0 10THS 1 lNCHES l l l Figure 5-23. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal 5-49 i

tosua Te te t2* Te t at 4' i l Te t t50 i. i j i 1234 6789 l 5 I O 10THS 1 INCHES + P l Figure 5-24. Fractured Thermal Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 5-50 j

g. : g ;

oM FIGURE 5-25 h Typcial Stress-Strain Curve for Tension Specimens b s 8 a 129008 ru.xs usi.o M 195888 so-Jun.-se Test Tsw=-se*F GA E IR Em >1sn DI. m 25an g.. X6 IW'EEDsMan/asa 75388 m m - E L esses - sm 45898 - ~ 3SSSW 15888 g 8 .825.35. 875 .1 .125 .15 .175 .2 .225 .25 .275 .3 in/in STRAIN

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~. k g- -e% ULTIMATE g TENSILE en STRENGTH m = ~@- e.. = d 0.2% YlELD thr STRENGTH E00 h t 0 O UNIRRADIATED G 1RRADIATED i 80 R .#e X Q a REOucTiON O D U IN AREA 80 SE w i >= I N 1 ~ 40 en i en l 3 = TOTAL ELONGATION M N UNIFORM l 0 _g_ ELONGATION O j 0 100 800 300 400 600 300 TEMPREATURE ( F) Figure.5-28. Irradiated Capsule Tensile Properties for Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 80928:1b-091984 5-54 l

10644-4 Te t at 2 0 et at 5 i I Te t at 5 0 I i 1234 6789 0 10THS 1 i INCHES j i i i l i f Figure 5-29. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Intormediate Shell Plate D-3803-1 (LongitudinalOrientation} 5-55 i emM w -- ewww e mNse= .w--e w + 9e-'r-sur w emme- + wee---n--m een

1064S 5 ( hh!t at20h fe!t!at30 1 e!t! at 5!0 1234 6789 0 10THS 1 INCHES i l. I i Figure 5-30. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Metal l i i 5-56 l l

10644-6 i Te!tEkt!!5k Te!tEkt255h j Te!tEkt5!0I i 1234 6789 l 0 10THS 1 INCHES i i i I 1 l i h Figure 5-31. Fractured Irradiated Capsule Tensile Specimens of Palisades Weld Heat Affected Zone Metal 5-57 l l--

7-y g ( ~ 4 m -SECTION 61 RA0!ATION ANALYSIS AND NEUTRON 00SIMETRY: ~6-1h INTR 000CTION. IKnowledge of the neutron environment within the pressure vessel / surveillance, capsule' geometry is required'as an integral part of LWR pressure vessel-- surveillance programs.for two reasons. First, in-the interpretation of radiation-indu::ed properties changes observed in materials - test. specimens the neutron environment.(fluence, flux).to which the. test specimens were exposed-must be known. Second in relating the changes observed in the test specimens to the present and future condition of-the reactor pressure ' tssel, a relationship must be established between the environment at various positions ~within the reactor vessel and that-experienced by the test specimens. The former requirement is normally met by employing a combinattu..of rigorous analytical techniques and measurements obtained with passive neutron flux monitors contained in the surveillance capsule. The latter information is derived solely from bench-marked analyses. { 1his section describes a discrete ordinates.S, transport analysis performed for the Palisades reactor to determine the fast neutron (E > 1.0 MeV)' flux and fluence as well.as the neutron energy spectra within the reactor vessel and surveillance capsule. The analytical data were then used to develop a lead factor for use in relating neutron exposure of the pressure vessel to that of the surveillance capsule. Based on spectrum-averaged reaction cross sections derived from this calculation, the analysis of the neutron dosimetry contained in Capsule W-290 is discussed and comparisons with analytical predictions are presented. 1 6.2. DISCRETE ORDINATES ANALYSIS A plan view of Palisades reactor geometry at core midplane is shown in Figure 6-1. Since the reactor exhibits 1/8 th core symmetry, only a zero to 45 degree sector is depicted. Six wall capsules attached to the reactor vessel are included in the design to constitute the reactor vessel surveillance 81488:1b/092684 6-1 , ~ ~ - ,n.- -,..., -,.,, -, ~...,.,,, - +, - -

E 48/44/10555 2 00 0 20 CAPSULES /// W-290 PRESSURE VESSEL /_ / / / WATER 450 7, HARREL WATER >/ / / / I I I I I j Figure 6-1. Palisades Reactor Geomatry 81408:lb/091884 6-2 ll__

4 Y Acceleceed Wall g W-40 Reactor Vessel Wall Core Support Barree \\\\\\\\ Core SM ,h W-110 l lim l r g 180* l s 'm; i { i b,: ( i Well Amentereted W-290 A 340 i \\\\'\\\\_\\\\\\ W o w o j l ? l i I Figure 6-2A. Plan View of Palisades Wall Capsules 81488:1b/092684 6-3

~' a 's.; 48/44/10555 1 NNNNNNN Ny PRESSURE VESSEL -'N XNNxNNN N a U Ti Fe UCd CuCd 1.503 GGG GGG INCHES ~ NiCd V l 200 i 2.178 INCHES 1 \\\\\\\\\\\\'CO,RE BANRELN\\\\\\\\\\\\\\} Figure 6-28. Plan View of a Reactor Vessel Surveillance Capsule 81488:1b/092684 6-4 c __._,.__.._-.._.m.___ .,,_,_..__.-____,,_y_,..._._ m.,.-~

g .j A- 'T'^ d i ~ m 1 TABLE;6-1 ~ 26 GROUP' ENERGY STRUCTURE-Lower Energy. .i . Lower Energy. tGroup (MeV)- Group ~ _ -(MeV) ' 1 :- 14.19(a)' 25 0.183 2: 12.21- -26 = 0.'111 - 3 10.00: 4- .8.61' -'S 7.41= ~i 6-6.07 7 4.97 8. .3.68 9 3.01 10 2.73 11 2.47 12 2.37 13 2.35 I 14 2.23 15 1.92 4 j 16 1.65 17 1.35' 18 1.00 19 0.821 20 0.743 a 21 0,608 22 '0.498 l-23 '0.369 24 0.298 i J l

a. 'The upper energy of group 1 is 17.33 MeV.

81488:1b/091884 6-5 j

program. A plan view of the surveillance capsules attached to the reactor vessel is shown in Figure 6-2A. As seen in Figure 6-28, the stainless steel capsule holder is basically a 1.503-inch by 2.178-inch rectangular tube with'a 0.12 inch wall. The monitors are' embedded in carbon steel. .From a neutronic standpoint, the surteillance capsule structures are significant. In fact, as is shown later, they have a marked effect on the distributions of neutron flux and energy spectra in the water annulus between the core barrel and the reactor vessel. Thus, in order to properly ascertain the neutron environment at the test specimen locations, the capsules themselves must be included in the analytical model. Use of at least a two-dimensional computation is therefore mandatory. In the analysis of the neutron environment within the Palisades reactor geometry, predictions of neutron flux magnitude and energy spectra were made with the 00T two-dimensional discrete ordinates code. The radial and azimuthal distributions were obtained from an R,0 computation wherein the geometry shown in Figure 6-1 was described in the analytical model. The R,0 analyses employed 26 neutron energy groups and a P expansion of 3 the scattering cross sections. lhe cross sections used in the analyses were obtained from the_SAll.0R cross section library which was developed specifically for light water reactor applications. The neutron energy group structure used in the analysis is listed in Table 6-1. A key input parameter in the analysis of the integrated fast neutron exposure of the reactor vessel is the core power distribution. For this analysis, Palisades Cycle 5 power distributions were employed. These input distributions include rod-by-rod spatial variations for all peripheral fuel assemblies. Having the results of the 4,0 calculation and an axial peaking factor, three-dimensional variations of neutron flux may be approximated by assuming that the following relation holds for the applicable regions of the reactor. 4 6-6 81488:lb/092684

r ('q. .2- ~ .yy; pc. ~ 4 - v. r 7$(R,Z,9,E ) --$(R,9,E ) x-1.20 (6-1); g g. + . v. . where $(R',Z,0,E ). - neutron flux at' point'R,Z,0'within energy group g. g t ', .'$(R,0,E )-' = neutron-flux'at point'R,0 within. energy group.g g obtained from'the R,9' calculation 1.2 - axial peaking' factor for the midplane of..the core -81488:lb/092084 6-7

6-3. NEUTRON 00SIMETRY The passive neutron flux monitors included in Capsule W-290 of Palisades are listed in lable 6-2. The ffrst five reactions in Table 6-2 are used as fast neutron monitors to relate neutron fluence (E > 1.0 MeV) to measured material property changes. TABLE 6-2 NUCLEAR CONSTANTS FOR NEUTRON FLUX MONITORS CONTAINED IN THE PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE Target Fission Weight Product Yield Monitor Material Reaction of Interest Fraction Half-life (%) Copper (a) 63 (n,a) Co 0.6917 5.27 years" 60 Cu Iron fe (n.p) Mn 0.0585 314 days I#I Nicke1 NiS8 (n.p) CoS8 0.6777 71.4 days Uranium-238 U238 (n.f) Csl37 I#I 1.0 30.2 years 6.3 Titanium T146 (n.p) Sc46 0.0825 83.8 days Uranium U (n.f) Cs 1.0 30.2 years 6.3 a. Denotes that monitor is cadmium-shielded The relative locations of the various monitors within the surveillance capsule are shown in Figure 6-2. 1 81488:1b/092084 6-8

g The use of passive monitors such as those listed in Table 6-2 does not yield a direct measure of the energy-dependent flux level at the point of interest. Rather, the activation or fission process is a measure of the integrated effect that the time-and energy-dependent neutron flux has on the tirget material over the course of the irradiation period. An accurate assessment of the average neutron flux level incident on the various monitors may be derived from the activation measurements only if the irradiation parameters are well known. In particular, the following variables are of interest, o The operating history of the reactor o The energy response of the monitor o The neutron energy spectrum at the monitor location l o. The physical characteristics of the monitor The analysis of the passive monitors and subsequent derivation of the average neutron flux requires completion of two operations. First, the disintegration rate of product isotope per unit mass of monitor must be determined.

Second, in order to define a suitable spectrum-ave. aged reaction cross section, the neutron energy spectrum at the monitor location must be calculated.

The specific activity of each of the monitors is determined using established ASTM procedures. ,8,9, M, H ) Following sample preparation, the activity of each monitor is determined by means of a lithium-drifted germanium, Ge(Li), gamma spectrometer. The overall standard deviation of the measured data is a l function of the precision of sample weighing, the uncertainty in counting, and the acceptable error in detector calibration. For the samples removed from Palisades, the overall 2a deviation in the measured data is determined to be plus or minus 10 percent. The neutron energy spectra are determined analytically using the method described in paragraph 6-1. Having the measured activity of the monitors and the neutron energy spectra at the locations of interest, the calculation of the neutron flux proceeds as follows. The reaction product activity in the monitor 1:, expressed as N { n P R=[f j.1 [ max(1-e-U ) e ~Md (6-2) Y.J a(E)+(E)dE I j g E 81488:lb/092084 6-9 2- ,. ; ' ;-. _ sg : _ ;.. .4 ': '_'";+',e ' *i ' f; I,,hi ^. e ~ *;* h l.f ^

h where R = induced product activity N = Avogadro's number A = atomic weight of the target isotope f - weight fraction of the target isotope in the target material g Y = number of product atoms produced per reaction a(E) - energy dependent reaction cross section 4(E) - energy dependent neutron flux at the monitor location with the reactor at full power P) = average core power level during irradiation period j P = maximum or reference core power level A = decay constant of the product isotope t) = length of irradiation period j t = decay 'tirr.e following irradiation period j d Because neutron flux distributions-are calculated using multigroup transport methods and, further, because the prime interest is in the fast neutron flux above 1.0 MeV, spectrum-averaged reaction cross sections are defined such that the integral term in equation (6-2) is replaced by the following relation. tr(E)+(E)dE - & 4 (E > 1.0 MeV) E where N " " a(E)+(E)dE I a4 99 , a=1 o g,,I " N 0(E)dE I

  • J.0 MeV 1

9"9.g 1 0 MeV Thus, equation (6-2) is rewritten R= f Y a 4 (E > 1.0 MeV) I (1-e-Al ) e-Ald j g j1 max or, solving for the neutron flux, 81488:1b/092084 6-10

$(E > 1.0 MeV) N [f Yi'I'[P -(l-e-At ) e-Atd (6-3) n 3 j j-1 max The total fluence above 1.0 MeV is then given by n PI l

  1. (E) 1.0 MeV) = $(E> 1.0 MeV) I j

p p j=1 max where b ,, total effective full power seconds of reactor g-P ~j operation up to the time of capsule removal ),j 6-4. TRANSPORT ANALYSIS RESULTS Results of the S transport calculations for the Palisades reactor are n summarized in Figures 6-3 the ough 6-10 and 1:. Tr <es 6-3 and 6-4. In Figure 6-3, the calculated maximum neutron flux levels at the surveillance capsule centerline, pressure vessel inner radius, 1/4 thickness location, and 3/4 thickness location are presented as a function of azimuthal angle. The influence of the surveillance capsules on the fast neutron flux distribution is clearly evident. In Figure 6-4, the radial distribution of maximum fast neutron flux (E > 1.0 MeV) through the thickness of the reactor pressure vessel is shown. 8148C:lb/092084 6-11

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ld i >. tl', .,a-y figure 6-5, presents the radial variations of fast neutron flux within PK' surveillance capsule W-290..This data, in conjunction with the maximum vessel k.k.:P .d. ; ":a, ,.E flux, are used to develop a lead factor for capsule W-290. Here the lead .;.T y <..? - %@g factor is defined as the ratio of the fast neutron flux (E > 1.0 MeV) at the 'qp .e Ma capsule center to the maximum fast. neutron flux at the pressure vessel inner

4. :l;; s 4

h radius, lhe lead factor for Capsule W-290 is 1.28. 3%.n. c[a.n =:%s..l g:A,j., g.si Figures 6-6 through 6-10 present the calculated variation of fast neutron flux gj Iy(df , '.' fl, monitor.sa'urated activity within capsule W-290. i ' ;g t .. g, ->y,. }.uf.,7 -y ' '/.h/ ' 4.'x{)[.J i.x', f..jg L- &{J '.[fd. .yMy,:, i,a t 4 a w Yr. 1. ,: c. ,E ..A [ .b.1,f. ', 4

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f_. -h TABLE 6-3 CALCULATED NEUTRON ENERGY SPECTRA AB0VE 0.1 MeV AT. [ ~'- THE CENTER OF PALISADES CAPSULE p =. 2 2 Group + (n/cm -sec) GROUP ~ $ (n/cm -sec) No. No -- b 9 1 3.71x10 14 3.11x10 [ 8 9 2' 1.35x10 15 7.70x10 ( 0 9 3 4.55x10 .16 8.24x10 h 4 8.26x10 17 1.13x10 y 8 10 5 1.3ex10 18 1.67x10 { 9 10 9 10 {; 6 3.24x10 19 1.04x10 9 7 4.47x10 20 5.21x10 1 10 P 8 7.83x10 21 1.48x10 9 10 C 9 5.67x10 22 1.04x10 9 10 10 4.26x10 23 1.31x10 } 9 10 { 11 4.79x10 24 1.16x10 10 12 2.38x10 25 1.45x10 =. 8 10 13 6.40x10 26 1.41x10 2 C 7-E_9 Ti ^ E_ .m 5 m 81488:lb/092584 6-13 .=

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TABLE 6-4 i SPECTRUM-AVERAGED REACTION CROSS SECTIONS AT THE CENTER Of PALISADES SURVEILLANCE CAPSULES a o (barns) Reaction fe!(n.p)Mn54 0.12700 Cu63 (n,ca) Co60. 0.00129 NiS8 (n.p) CoS8 0.16130' T140 (n.p) Sc46-0.02300 U238(n.f) Cs137 0.43700 re a(E)+(E)dE a. a='* I 4(E)dE /1 MeV 8148B:1b/092584 6-14

3 TABLE 6-5 IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 Irradiation Time Decay lime (a) P) P P)/P g max Month Year (MW) (MW) (Days) (Days) 12 1971 26 2530 .010 1 4561 1 1972 209 2530 .083 31 4530 2 1972 24 2530 .009 29 4501 3 1972 332 2530 .131 31 4470 4 1972 722 2530 .285 30 4440 5 1972 0 2530 .000 31 4409 6 1972 951 2530 .376 30 4379 7 1972 900 2530 .356 31 4348 8 1972 1065 2530 .421 31 43)7 9 1972 681 2530 .269 30 4287 10 1972 983 2530 .388 31 4256 11 1972 767 2530 .303 30 4226 12 1972 1440 2530 .569 31 4195 1 1973 897 2530 .355 31 4164 2 1973 0 2530 .000 28 4136 3 1973 1424 2530 .563 31 4105 4 1973 2152 2530 .851 30 4075 5 1973 1321 2530 .522 31 4044 6 1973 2192 2530 .866 30 4014 7 1973 2062 2530 .815 31 3983 ~ 8 1973 640 2530 .253 31 3952 9 1973 0 2530 .000 30 3922 10 1973 0 2530 .000 31 3891 11 1973 0 2530 .000 30 3861 12 1973 0 2530 .000 31 3830 a. Decay time is referenced to 6/27/84. 81488:1b/092684 6-15 I

i TABLE 6-5 (Cont) IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 P Irradiation Time Decay Time (a) P) P)/Pg Month Year (MW) (MW) (Days) (Days) 1 1974 0 2530 .000 31 3799 2 1974 0 2530 .000 28 3771 3 1974 0 2530 .000 31 3740 4 1974 0 2530 .000 30 3710 5 1974 0 2530 .000 31 3679 6 1974 0 2530 .000 30 3649 7 1974 0 2530 .000 31 3618 8 1974 0 2530 .000 31 3587 9 1974 0 2530 .000 30 3557 10 1974 384 2530 .152 31 3526 11 1974 8 2530 .003 30 3496 12 1974 0 2530 .000 31 3465 1 1975 0 2530 .000 31 3434 2 1975 0 2530 .000 28 3406 3 1975 0 2530 .000 31 3375 4 1975 1263 2530 .499 30 3345 5 1975 1699 2530 .672 31 3314 6 1975 1115 2530 .441 30 3284 7 1975 1338 2530 .529 31 3253 8 1975 874 2530 .346 31 3222 9 1975 1277 2530 .505 30 3132 10 1975 1450 2530 .573 31 3161 11 1975 1597 2530 .631 30 3131 12 1975 598 2530 .236 31 3100 1 1976 0 2530 .000 31 3069 2 1976 0 2530 .000 29 3040 3 1976 0 2530 .000 31 3009 w. a. Decay time is referenced to 6/27/84. 81488:1b/092684 6-16

4 4= 3 TABLE 6-5.(Cont) j IRRA0iATION HISTORY OF PALISADES-( SURVEILLANCE CAPSULE W-290 [: Irradiation Time Decay. lime (a) P) P P)/P max max Month Year. (MW) (MW)- (Days) (Days) 4.

== 4-1976 0 2530 .000. 30 2979 h 5 1976 707-2530 .279 31 2948 [ 6 1976 2086 2530 .825 30 2918 Ya 7 1976 'll 2530 .005 31 2887 h 8 -1976 1636 2530 .647 31 2856 9 1976 1961 2530 .775 30 2826 i 10 1976 1605 2530 .634 31 2795 h 11 1976 1507 2530 .595 30 2765 12 1976 2063 2530 .816 31 2734 3 [_ 1 1977 1870 2530 .739 31 2703 2 1977 2133 2530 .843 28 2675 2 3 1977 1983 2530 .784 31 2644 j 4 1977 2008 1530 .794 30 2614 ( 5 1977 1360 2530 .538 31 2583 [ 6 1977 2173 2530 .859 30 2553 J 7 1977 1975 2530 .780 31 2522 ? 8 1977 1438 2530 .567 31 2491 1 9 1977 1880 2530 .743 30 2461 3 10 1977 2153 2530 .851 31 2430 -) h 11 1977 1954 2530 .772 30 2400 12 1977 2176 2530 .860 31 2369 1 1978 343 2530 .135 31 2338 2 1978 0 2530 .000 28 2310 I 3 1978 0 2530 .000 31 2279 f 4 1978 482 2530 .191 30 2249 k 5 1978 1206 2530 .477 31 2218 6 1978 1574 2530 .622 30 2188 [ m a. Decay time is referenced to 6/27/84. ? l 81488:lb/092684 6-17 m

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7 1978 1603 2530 .633 31 2157 g. l.;).g 8 1978 1254 2530 .496 31 2126 %. h - - - -4r-9 1978 680 2530 .269 30 2096 M gf O .[ 10 1978 1454 2530 .575 31 2065 >: 'k m. hc 11 1978 2249 2530 .889 30 2035 $ !..] b ..>A. eo 12 1978 1092 2530 .432 31 2004 ? p.,y q M.i..- ^ D 1 1979 2275 2530 .899 31 1973 . n-4 2 1979 2229 2530 .881 28 1945 ffA et. -j.e 3 1979 2277 2530 .900 31 1914 M 5l ",.# l'..[ ,-'j 4 1979 1835 2530 .725 30 1884 t1 AF 5 1979 764 2530 .302 31 1853 ~- s.c .:, c 3

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................... _.. ~.. 3 3 e TABLE 6-5 (Cont) IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 ? Irradiation Time Decay Time (a) P) P P)/P max max Month Year (MW) (MW) (Days) (Days) 10 1980 -2201 2530 .870 31 1334 = 11 1980 0 2530 .000 30 1304 [ 12 1980 1194 2530 .472 31 1273 5 1 1981 2336 2530 .923 31 1242 2 1981 2426 2530 .959 28 1214 i-3 1981 2449 2530 .968 31 1183 1 4 1981 2390 2530 .945 30 1152 5 1981 2200 2530 .870 31 1122 6 1981 2089 2530 .826 30 1092 7 1981 799 2539 .316 31 1061 8 1981 1084 2530 .4?8 31 1030 9 1981 0 2530 .000 30 1000 10 1981 0 2530 .000 31 969 E 11 1981 0 2530 .000 30 939 12 1981 0 2530 .000 31 908 1 1982 1217 2530 .481 31 877 2 1982 246 2530 .097 28 849 3 1982 907 2530 .359 31 818 4 1982 0 2530. .000 30 788 5 1982 481 2530 .190 31 757 6 1982 2203 2530 .871 30 727 5 7 1982 753 2530 .298 31 696 I 8 1982 0 2530 .000 31 665 h 9 1982 2129 2530 .841 30 635 h 10 1982 2222 2530 .878 31 604 11 1982 2484 2530 .982 30 574 7 12 1982 2471 2530 .977 31 543 a. Decay time is referenced to 6/27/84. 81488:lb/092684 6-19

TABLE 6-5'(Cont) IRRADIATION HISTORY OF PALISADES SURVEILLANCE CAPSULE W-290 p p, p /p Irradiation Time Decay Time (a) max Month Year (MW) (MW) (Days) (Days) 1 1983 2324 2530 .918 31 512 2 1983 2468 2530 .975 28 484 3 1983 2470 2530 .976 31 453 4 1983 2345 2530 .927 30 423 5 1983 2222 2530 .878 31 392 6 1983 2367 2530 .936 30 362 7 1983 2222 2530 .878 31 331 8 1983 684 2530 .270 31 300 9 1983 0 2530 .000 16 284 8 EFPS = 1.57 x 10 sec EFPY = 4.975 a. Decay time is referenced to 6/27/84. '6 81488:1b/092684 6-20

in order to_ derive neutron flux and fluence levels from the measured disintegration rates, suitable spectum-averaged reaction cross sections are required. The neutron energy spectrum calculated to exist at the center of Palisades capsule is listed in Table 6-3. The associated spectrum-averaged cross sections for each of the fast neutron reactions are given in Table 6-4, 6-5. 00SIMETRY RESULTS lhe irradiation history of the Palisades reactor up to the time of removal of Capsule W-290 is listed in lable 6-5. Comparisons of measured and calculated saturated activity of the flux monitors contained in Capsule W-290 based on the irradiation history shown in Table 6-5 are given in Table 6-6. The fast neutron (E > 1.0 MeV) flux and fluence levels derived for-Capsule W-290 are presented in Table 6-7. An examination of Table 6-7 shows that the fast neutron flux (E > 1.0 MeV) 10 derived from the five threshold reactions ranges from 6.48 x 10 to 10 2 7.84 x 10 n/cm -sec, a total span of 30 percent. It may also be noted 10 2 that the calculated flux value of 8.32 x 10 n/cm -sec exceeds all of the measured values, with calculation to experimental ratios ranging from 1.06 to 1.28. Comparisons of measured and calculated current fast neutron exposures for Capsule W-290 as well as for the inner radius of the pressure vessel are presented in Table 6-8. Measured values are given based on the Fe (n,p) Mn reaction alone as well as for the average of all five threshold reactions. Based on the average data given in Table 6-8, the best estimate exposure of Capsule W-290 is I9 4T = 1.09 x 10 n/cm2 (E > 1 MeV) In addition, a fast neutron flux check was made of a fractured Charpy V-notch specimen from the thermal capsule, Capsule T-330. This analysis showed that Capsule T-330 was exposed to only a very minimal level of fast neutron flux, six orders of magnitude less than the exposure of Capsule W-290. 81488:lb/092584 6-21

= TABLE 6-6 COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290 [ Reaction and Z R Location Activity Saturated Activity Location Cu63(n.d)Co60 I I I ( I (CM) q t Capsule W-290 Calculated r c Top 84-1751 215.42 2.32E+05 6.87E+05 [ Middle 84-1762 215.42 2.39E+05 7.08E+05 I Bot'.om 84-1773 215.42 2.07E+05 6.13E+05 Average 6.69E+05 7.11E+05 Fe (n,p)Mn tv 84-1748 215.42 1.88E+06 5.76E+06 g 84-1754 215.42 1.77E+06 5.43E+06 C,-1753 215.42 1.85E+06 5.67E+06 Top 84 17.4 215.42 1.89E+06 5.80E+06 84-1755 215.42 1.75E+06 5.37E+06 84-1756 215.42 1.95E+06 5.98E+06 E l 84-1759 215.42 1.88E+06 5.76E+06

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84-1763 215.42 1.86E+06 5.70E+06 g )- k 84-1764A 215.42 1.86E+96 5.70E+06 .S$[( [ Middle 84-1765 215.42 1.75E+06 5.37E+06 h.)$% E 84-1766 215.42 1.31E+06 5.86E+06 E 84-1767 215.42 1.66E+06 5.09E+06 i((.M

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TA8LE 6-6 (Cont) COMPARISON OF MEASURED AND CALCULATD FAST NEUTRON FLUX MONITOR SATURATED ACTIVITIES FOR CAPSULE W-290 4.., ?s ;,. hk ). Y '- Reaction and Z R Location Artivity Saturated Activity C '*!.T" Location 58(n,p)Co58 (dis /s) (dis /s) (dis /s) ki"' - ~ Ni (CM) a a o ,-s. h. ;gh Capsule W-290 Calculated Q'. 'f Top 84-1750 215.42 3.06E+06 7.72E+07

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Middle 84-1761 215.42 3.05E+06 7.70E+07 -. 5;.. Bottom 84-1772 215.42 2.90E+06 7.32E+07

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~ ~ TABLE 6-7 ~ RESULTS OF FAST NEUTRON 00SIMETRY FOR CAPSULE W-29Q gdis/s) + (E > 1.0 Mev) 4 (E > 1.0 Mev) 2 2 (n/cm -sec) '(n/cm ) o Reaction Measured Calculated Measured Calculated Measured-Calculated 6 6 10 10 fe54(n.p)Mn 5.37x10 6.89x10 6.48x10 8.32x10 1.02x10 1.31x10 60 b 10 10 I9 Cu63(n.a)Co 6.69x10 7.11x10 7.84x10 8.32x10 1.23x10 1.31x10 I 10 N) (n.p)Co 7.58x10 9.43x10 6.68x10 8.32x10 1.05x10 l'.31x10 4 11 6(n.p)Sc 1.71x10 2.07x10 6.68x10 8.32x10 1.08x10!9' 1.31x10 6 6 6 10 10 6 6 1 (a) 4.77x10 5.79x10 6.85x10 8.32x10 .l.0lx10 1.31x10 2 0(n.f)Cs U Average 1.09x10 235 0 a. U adjusted saturated activity has been multiplied by 0.18 to correct for 350 ppm U impurity. 81488:Ib/092684

r P TABLt 6-8

SUMMARY

OF NEUTRON 00SIMETRY RESULTS FOR-CAPSULE W-290 Current 4 (E > 1.0 mev) E0L 4 (E > 1.0 mev) (n/cm ) (n/cm ) Location Measured Calculated Measured Calculated I9 I Capsule'W-290 1.09x10 1.31x10 8 I I 9 Vessel IR 8.52x10 1.02x10 5.48x10 6.56x10 18 18 I9 l9 Vessel 1/4T 5.37x10 6.45x10 3.45x10 4.15x10 I 18 8 18 Vessel 3/4T 9.93x10 1.19x10 6.39x10 7.65x10 Note: E0L fluences are based on operation at 2530 MWt for 32 effective 1 full-power years. 81488:lb/092684 6-25

i g E 5 5" R t 8R g-a oco gg .j..: If ua z nw i5$ 000'04 y_y S$<" j a = l { =xw = ho$i! d 000*GE o AJ g<WC zgx$ 000*06 8 4 ~

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4 -1.00E+09 J FIGURE 6-9 . C ALCULATE0 NICKEL SATURATED ACTIVITY WITHIN 7.00E+08 l, C APSULE W-290 5.00E+08 t.S N e a: 3.00E+08 Q w >- 2.00E+08 .s> _s [ $ 1.00E+08 ~ S 7.00E+07 s < 5.00E+07 ae

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? 5 80928:1b-092084 7-2

- n-1- P i l ATTACidENT II PALISADES REACTOR PRESSURE VESSEL WELDS 1 PAGES IC1084-00235-NLD1 h_ _ _

3 T~ g 3r e ' Y Palisades RPV Welds

l WELD SEAM LOCATION

_ ELD DEPOSIT W l-112 A/C Upper Shell Long. Seams RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617 Ni-200 #N-7753A E8018 Electrodes CBBF,- JBFG (repair) 2-112 A/C Intemediate Shell RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3617 Long. Seams Ni-200 #N-7753A E8018 Electrodes (none) 3-112 A/C Intermediate Shell RACO 3 fW5214 Linde 1092 #3692 Long. Seams RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 N1-200 #N-7753A E8018 Electrode CBBF (repair) 7-112 Upper Shell to Flange RACO 3 #W5214 Linde 1092 f3692 98#' Girth Seam RACO 3 J340004-Linde 1092 #3692 # 310009 Ni-200 #N-7753A and #N-98674 E8018 Electrode COGG (backweld) E8018 Electrode DAGG (weld grindout) 8-112 Upper to Intermediate RACO 3 #34B009 Linde 1092 #3692 Shell Girth Seam Ni-200 #N-98674 E8018 Electrode 78-478, C0FC (backweld) 9-112 Intermediate to Lower MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092 Shell Girth Seam f3714 E8018 Electrode JBFG (back weld) MIL-84 Mod. #27204 Linde 124 #3687 (weldrepair)' E8018 Electrode LODG (first layer l and back weld) (weld repair) 10-112 Lower Shell to Bottom MIL-84 Mod. #27204 Linde 1092 Head Girth Seam f3714 E8018 Electrode HAEG (first layer and back weld) 12-112 Seal Ledge to Flange RACO 3 fh5214 Linde 1092 #3617 Seam E7018 Electrode H0HF (back weld andfillet) E7018 Electrode ABCG (ledge ring repair) t i D

~ j;% 3 Palisades RPV Wel'ds .w WELD. SEAM ' LOCATION : . WELD DEPOSIT-- 1-113'. A/F - . Bottom: Head Torus Long. - E8018 Electrode 6M108 Seams E8018 Electrode 7048 (weld repair) i 4-113 Sottom Head Dome to-MIL-B4 Mod. #12420 Linde 1092: Torus Girth Seam ~#370S'- E8018 Electrode C884 (back weld) 1-118 A/F Closure Head Torus Long.-- - RACO. 3 fW5214 Linde 1092 ' #3617: Seams Ni-200 #N-7753A~ 6-118 A/B Closu're Head Girth Seams MIL-84 Mod. #12420 Linde 1092 ~ f3708 E8018 Electrode CSBF.(back-weld) ' Surveillance Program Weld RACO 3 #3277 Linde 1092 #3833-N1-200 #N-0591A (face weld only). E8018 Electrode HADH (back weldi l base metal repair) i I i ~ e f 41 -}}