atw - Juli 2017

Themen im Juli 2017:

Ausstieg Großbritanniens aus EU und Euratom
Kernelemente der Schwerstörfall-Managements
Analyse von Brandszenarien
Kernkraftwerke: 2016 atw Schnellstatistik

Großbritanniens kerntechnische Industrie spricht sich für Weiterführung der Zusammenarbeit im Rahmen von Euratom aus

NucNet

Das Vereinigte Königreich muss Prioritäten in den Brexit-Gespräche setzen, wenn es darum geht, negative Folgen im Nuklearsektor zu vermeiden einschließlich eines nicht strukturierten Rückzugs aus dem Euratom-Vertrag. Dies hob Tom Greatrex, Vorsitzender der Nuclear Industry Association (NIA), hervor. Greatrex, ehemaliger Labor-Abgeordneter und Schatten-Energieminister, warnte, dass ein Mangel an Prioritäten in den Brexit-Gesprächen zu Problemen im Zusammenhang mit der Entwicklung von Know-how und Technologie für die Kerntechnik und Schwierigkeiten bei der Zusammenarbeit mit Bereich nuklearer FuE-Projekten führen könne. Erhebliche wirtschaftliche, industrielle und wissenschaftlichen Auswirkungen könnten Folge sein.

Szenarien für die Stilllegung und die Sanierung des Standrotes Fukushima Daiichi

Hideki Kawamura, Shoko Yashio und Ian G. McKinley

Obwohl die Stilllegung von kerntechnischen Anlagen und Kernkraftwerken heute sehr gut organisatorisch und technisch etabliert ist, gibt es keinen direkten Präzedenzfall für die erforderlichen Maßnahmen am Standort der 6 Blöcke des Kernkraftwerks Fukushima Daiichi. Neben dem Rückbau der beschädigten Reaktoren ist eine Herausforderung der Umgang mit den am Standort lagernden kontaminierten Kühlwasser. Für die Stilllegungsplanung ist es wichtig, die Nachnutzung des Areals festzulegen. Ein Stilllegungs-Fahrplan und ein Referenz-Demontagekonzept bilden die Grundlage für die nächsten Arbeiten.

Alea jacta est: Der Countdown für die Verhandlungen über den Ausstieg Großbritanniens aus EU und Euratom hat begonnen

Ulrike Feldmann

Am 29. März 2017 wurde das offizielle Schreiben Großbritanniens (GB) übergeben, mit dem GB über seine Absicht unterrichtet, aus der Europäischen Union (EU) auszutreten. Damit hat die in Art. 50 EUV für die Austrittsverhandlungen vorgesehene Frist von 2 Jahren zu laufen begonnen. Da GB in dem Schreiben an den EU-Ratspräsidenten ausdrücklich seine Absicht erklärt, mit dem Austritt aus der EU auch aus dem Euratom-Vertrag (EAV) auszutreten, ist folglich der in der Literatur geführte Meinungsstreit, ob mit dieser Austrittserklärung auch rechtlich zwingend der Austritt aus der Europäischen Atomgemeinschaft (Euratom) verbunden ist, obsolet geworden.

Die fünf Kernelemente der Schwerstörfall-Managements – Teil für die Entwicklung eines Industriestandards

George Vayssier

Der Unfall von Fukushima-Daiichi hat ein erneutes Interesse an Werkzeugen und Standards zur Beherrschung schwerer Störfläle entwickelt. Bemerkenswert ist, dass die Ansätze dazu überprüft wurden und Funktionen aus den gewonnenen Erkenntnissen hinzugefügt wurden. Die verschiedenen Ansätze für das Schwerstörfall-Management variieren aber erheblich: Dies resultiert in unterschiedlichen Maßnahmen, unterschiedliche Prioritäten für die verschiedenen Aktionen, unterschiedlicher Personalverantwortung und unterschiedlichen Arten der Kommunikation an die Behörden. Es stellt sich die Frage nach einer gemeinsamen Grundlage. In dieser Arbeit werden die fünf Elemente behandelt, die der Autor als die notwendigen Werkzeuge für die Beherrschung schwerer Unfälle erachtet um Folgen zu minimieren. Diese fünf Elemente sollten in gut entwickelten Schulungen und Übungen geschult werden, die alle Funktionen des Unfallmanagements beinhalten. Ein gemeinsamer Industriestandard sollte zudem Ziel sein.

Unsicherheitsanalyse für Parameter des Codes CFAST zur Analyse von Brandszenarien

Wanhong Wang, Yun Guo und Changhong Peng

Feuer mit seinen Folgewirkungen ist ein wichtiger sicherheitstechnischer Aspekt für Auslegung und Betrieb von Kernkraftwerken. Der Prozess der Brandentwicklung ist zudem sehr komplex. Für die Sicherheit von Kernkraftwerken ist die Warte von erheblicher Bedeutung für die Sicherheit. Daher sind Szenarien der Brandentwicklung in diesem Bereich von besonderem Interesse. Mit CFAST- und Monte-Carlo-Methoden als Werkzeug für die Brandmodellierung zur Simulation im Bereich der Kernkraftwerkswarte konnten wichtige Erkenntnisse gewonnen werden. Eine Analyse der möglichen Unsicherheiten von CFAST wurde untersucht.

Simulation des Transienten Natriumsiedens in einem Brennelement von 37 Brennstäben

Hamed Moslehi Azad und A.S.Shirani

Die thermohydraulische Analyse des Natriumsiedens in Brennelementkanälen ist ein wichtiger Aspekt für Sicherheitsbetrachtungen von natriumgekühlten Reaktoren. Fast alle Codes für die Analyse von Unterkanälen, die Zwei-Fluid-Modelle mit Zweiphasen-Analyse verwenden, basieren auf semi impliziten Algorithmen. Mit der vollständigen impliziten Methode ist es möglich, größere Zeitschritte zu verwenden. Um einen halb impliziten Algorithmus mit dem vollständigen impliziten Algorithmus zu vergleichen, wurden für zwei Programme, die auf dem halb impliziten und dem vollständigen impliziten Algorithmus basieren, in FORTRAN Routinen geschrieben und analysiert. Grundlage dieser Arbeit zur Simulation von Transienten ist der Kompakte-Natriumsiede-Kreislauf (KNS) im ehemaligen Kernforschungszentrum Karlsruhe (KfK) in Deutschland.

Ultraschnelle Röntgen-Tomographie für die Zweiphasen-Strömungsanalyse in Zentrifugalpumpen

Thomas Schäfer und Uwe Hampel

Das unstetige Verhalten einer Gas-Flüssigkeit-Zweiphasenströmung in einem Kreiselpumpenlaufrad wurde mit ultraschneller Röntgen-Tomographie visualisiert. Basierend auf den rekonstruierten tomographischen Bildern wurden eine Auswertung und detaillierte Analyse der Strömungsverhältnisse durchgeführt. Mit der hohen zeitlichen Auflösung der Tomographiebilder eröffnet sich die Möglichkeit, einen tiefen Einblick in die Strömung zu erhalten, um eine detaillierte Beschreibung der transienten Gas-Flüssig-Phasenverteilung innerhalb des Laufrades durchzuführen. Es wurden signifikante Eigenschaften der auftretenden Zweiphasenströmung und charakteristische Strömungsmuster festgestellt. Weiterhin wurden die Auswirkungen unterschiedlicher Luftzuführungsbedingungen untersucht und typische Phasenverteilungen innerhalb des Laufrades gezeigt.

Modellierung und Simulation der Wasserströmung an Containmentwänden mit inhomogener Kontaktwinkelverteilung

Katharina Amend und Markus Klein

Dieses Paper behandelt die dreidimensionale numerische Simulation von Wasser auf geneigten Oberflächen mit OpenFOAM. Ziel ist die Entwicklung eines CFD Modells für das Ablaufverhalten von Wasser und den resultierenden Abwasch von Spaltprodukten im Reaktor-Containment. Ein empirisches Kontaktwinkelmodell mit Benetzungshistorie und ein gefiltertes, zufallsbasiertes, initiales Kontaktwinkelfeld werden vorgestellt. Die Simulationsergebnisse zeigen gute Übereinstimmung mit den Experimenten.

Experimentelle Untersuchung der passiven Wärmeübertragung in einem langen geschlossenen Thermosiphon bei Zweiphasenströmung

Claudia Graß, Rudi Kulenovic und Jörg Starflinger

Bei Ausfall der aktiven Kühlung können passive Wärmeabfuhrsysteme, wie geschlossene Zwei-Phasen-Thermosiphons, die Abfuhr der Nachzerfallswärme aus Nasslagerbecken gewährleisten und somit zur Sicherheit des Kraftwerks beitragen. In diesem Artikel werden der Grundaufbau eines Thermosiphon-Laborversuchsstands und erste experimentelle Ergebnisse vorgestellt. Abhängig von der treibenden Temperaturdifferenz und der Heizleistung werden stationäres und pulsierendes Betriebsverhalten untersucht.

Kernkraftwerke: 2016 atw Schnellstatistik

Redaktion

Ende des Jahres 2016 wurden weltweit in 31 Ländern Kernkraftwerke betrieben. Insgesamt waren 450 Kernkraftwerke mit einer Brutto-Nennleistung von rund 421 GWe in Betrieb – soviel wie nie zuvor. Zehn Kernkraftwerke nahmen in 2016 den nuklearen Betrieb auf, zwei Anlagen stellten ihren Betrieb endgültig ein, wodurch sich die Zahl der in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke um 8 erhöhte. 58 Kernkraftwerksblöcke waren Ende 2016 in 15 Ländern in Bau. Weltweit befinden sich etwa 125 weitere Kernkraftwerksneubauten in der konkreten Projektierungs-, Planungs- bzw. Genehmigungsphase.

Kernenergie in den USA im Aufwind, die Schweiz sagt Adieu und Japan ist wieder dabei

John Shepherd

Aus den USA kommt das bislang eindeutigste Signal für die Weiterentwiklung der Kernenergie, seit Donald Trump zu Beginn des Jahres als US-Präsident in das Oval-Office eingezogen ist. Im Mai bestätigte die Schweiz, dass sie im Zuge einer überarbeiteten Energiestrategie dem benachbarten Deutschlands beim Ausstieg aus der Kernenergie folgen werden. Japans aktuelle Aktivitäten stehen dazu im deutlichen Gegensatz. Anstatt der Kernenergie nach Fukushima den Rücken zu kehren, ist Japan mit schrittweisen Neustarts von Kernkraftwerken geprägt von einer vernünftigen, langfristig pragmatischen Sicht mit Blick auf seinen realistischen Energiebedarf der Zukunft.

 

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