Kernreactoren werken onder een aantal van de meest extreme omstandigheden die in industriële engineering worden aangetroffen, waarbij intense stralingsfluxen worden gecombineerd met corrosieve koelvloeistof en hoge temperaturen. De structurele materialen die worden gebruikt in reactorkernen, primaire koelsystemen en insluitingsstructuren moeten de integriteit gedurende decennia behouden. Beschermende coatings zijn een kritische lijn van verdediging, het afschermen van componenten tegen degradatie die de veiligheid in gevaar kunnen brengen, de onderhoudskosten kunnen verhogen of de levensduur van de installatie kunnen verkorten. In de afgelopen twee decennia zijn coatingtechnologieën geëvolueerd van eenvoudige corrosiebarrières tot geavanceerde multifunctionele systemen die zijn afgestemd op nucleaire omgevingen. In dit artikel worden de nieuwste innovaties op het gebied van coatingmaterialen en -methoden, hun voordelen en beperkingen, en de onderzoeksrichtingen onderzocht die nog veerkrachtiger oplossingen beloven voor de volgende generatie kerncentrales.

Het milieu van de nucleaire reactor: een eisende instelling voor materialen

To appreciate the role of coatings, one must first understand the aggressive conditions inside a nuclear reactor. The primary coolant loop—whether light water, heavy water, or liquid sodium—carries heat away from the fuel assemblies but also promotes corrosion of metal surfaces. In water-cooled reactors, radiolysis produces oxidizing species like hydrogen peroxide, which accelerate general and localized corrosion. In sodium-cooled fast reactors, oxygen impurities and mass transport effects can cause corrosion and carburization. Meanwhile, high-energy neutron and gamma radiation induce displacement damage and transmutation within coating and substrate materials, altering their mechanical and chemical properties. Temperatures in pressurized water reactors (PWRs) reach around 320 °C, while in boiling water reactors (BWRs) they are slightly lower but still aggressive. Advanced reactors, such as very high-temperature reactors (VHTRs), push toward 900–1000 °C. The combination of thermal stress, radiation, and chemical attack demands coatings that can adhere firmly, maintain chemical stability, and self-