atw - April 2018

Themen im April 2018:

_Wärmeübertragungssysteme für zukünftige Kernkraftwerkskonzepte
_Sicherheitsforschung zu GEN-IV-Reaktoren
_Numerische Analyse des MYRRHA-Projekts
_Passive Wärmeabfuhrsysteme
_„Hässliche“ Kernenergie verdient eine politische Neubewertung

Euratom: Britische Industrie zufrieden mit Übergangsplänen der Regierung

NucNet

Die britische Nuklearindustrie hat die Zusage der Regierung begrüßt, die bestehenden Vereinbarungen mit Euratom, dem europäischen Rahmen für nukleare Sicherheit und Forschung, aufrechtzuerhalten und ihren früheren Standpunkt, dass das Vereinigte Königreich im Euratom-Vertrag verbleiben müsse, um wichtige Forschungs- und Neubauprojekte sicherzustellen, und den Zugang zu Kernbrennstoffen und medizinischen Isotopen zu gewährleisten, zu relativieren. Die nächste Phase der Gespräche im Rahmen des Brexit wird sich auf die künftigen Beziehungen des Vereinigten Königreichs zu Euratom konzentrieren. Zu den spezifischen Zielen gehört eine enge Zusammenarbeit mit den Euratom-Forschungs- und Ausbildungsprogrammen, einschließlich der Projekte Joint European Torus (JET) und International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

Fortgeschrittene Wärmeübertragungssysteme für zukünftige Kernkraftwerkskonzepte

Sebastian Vlach, Christoph Fischer und Herman van Antwerpen

CFD-Systemsimulation mit FlownexSE ermöglicht es Ingenieuren, einfache und komplexe strömungstechnische und thermische Netzwerke schnell und effizient aufzubauen und zu analysieren. Die Simulation ermöglicht es Ingenieuren, Systeme aufzubauen, effizient auszulegen und bereits frühzeitig Schwachstellen in Entwürfen zu finden sowie geeignete  Änderungen und Maßnahmen zu entwickeln und im Netzwerkmodell zu testen. Besondere Aufmerksamkeit wird in diesem Artikel den vielseitigen Möglichkeiten gewidmet, einfache und komplexe Wärmetauschersysteme der verschiedensten Arten (Plattenwärmetauscher, Rohrbündel etc.) für moderne Kernkraftwerke anzuwenden. Als praktische Beispiele werden gemessene Daten von den Kraftwerken Koeberg und Hamm-Uentrop mit den Ergebnissen aus der Simulation verglichen.

 

Experimentelle und analytische Werkzeuge für die Sicherheitsforschung zu GEN-IV-Reaktoren

G. Mazzini, M. Kyncl, Alis Musa und M. Ruscak

Die aktuelle Forschung zur Sicherheit von Kernkraftwerken konzentriert sich neben den Aktivitäten für bestehende Kernkraftwerke auf die detaillierteren Aspekte neuer Reaktorkonzepte. Hier werden u.a. innovative Brennstoffe und Kühlmittel wie z.B. überkritisches Wasser, überkritisches CO2, Flüssigmetalle, Salzschmelzen oder Helium eingesetzt. Vorgestellt wird dazu die neue experimentelle Infrastruktur, die im Forschungszentrum Řež im Rahmen des SUSEN-Projekts (Sustainable Energy) aufgebaut wurde, sowie die verfügbaren Analyseinstrumente zur Unterstützung der Sicherheitsforschung zu GEN IV-Reaktoren.


Numerische Analyse der Zwischenspaltströmung im MYRRHA-Reaktor mit Ergebnissen des Strömungsexperiment KALLA

Abdalla Batta und Andreas G. Class

Der am SCK-SCN in Belgien entwickelte MYRRHA-Reaktor ist eine Mehrzweck-Bestrahlungsanlage. Sein herausragendes Merkmal ist eine Reaktorkonstruktion mit einer Kernkühlung aus flüssigem Blei-Wismut. Bei Transienten zwischen Normalbetrieb und Unfallbedingungen wird die Wärmeabfuhr durch erzwungene bzw. natürliche Konvektion sichergestellt. Die Strömung im Spalt zwischen den Brennelementen spielt eine wichtige Rolle bei der Begrenzung von Maximaltemperaturen, die zur Vermeidung von Kernschäden nicht überschritten werden sollten. Im Rahmenprogramm Horizon 2020 – Forschung und Innovation der EU wurde dazu das Projekt SESAME initiiert, um fortgeschrittene numerische Ansätze zu entwickeln und zu validieren, die eine neue oder erweiterte Validierungsbasis für damit verbundene Fragestellungen zur Verfügung stellen.

 

Wärmebilanzanalyse für Energieumwandlungssysteme von VHTR

SangIL Lee, YeonJae Yoo, Deok Hoon Kye, Gyunyoung Heo, Eojin Jeon und Soyoung Park

VHTR (Very High Temperature Gas Reactor) mit Helium als Kühlmittel können Wärme bereit stellen, die bei thermochemischen Hochtemperaturprozessen benötigt wird. In Bezug auf die Sicherheit ist aufgrund der geringen Wärmeleistungsdichte das Risiko einer Kernschmelze minimiert. Diskutiert werden Voraussetzungen für die Nutzung von VHTR für eine Wasserstofferzeugung und Stromversorgung. Vorgestellt wird ein Gesamtmodell des Wärmeumwandlungssystems mit einer thermodynamischen Machbarkeitsberechnung.

 

Informationsbedarf versus Geheimhaltungspflichten – Erweiterung des In camera-Verfahrens geplant

Tobias Leidinger

Dem berechtigten Anspruch der Öffentlichkeit auf detaillierte Informationen über ein atomrechtlich genehmigungsbedürftiges Vorhaben steht das staatliche Interesse an einem effektiven Geheimnisschutz sensibler Daten gegenüber. Dieser Konflikt tritt regelmäßig im Genehmigungsverfahren aber auch vor Gericht zu Tage. Die differenzierten Gesetzesbestimmungen, die den Ausgleich dieser widerstreitenden Interessen regeln, sollen nun durch eine weitere Facette ergänzt werden: Ein erweitertes In-camera-Verfahren bei Gericht. Nach dem Koalitionsvertrag vom 7. Februar 2018 soll die Regelung in der schon laufenden 18. Legislaturperiode erfolgen.

 

CFD-Modellierung und Simulation von Wärme- und Stoffaustausch in passiven Wärmeabfuhrsystemen

Amirhosein Moonesi, Shabestary, Eckhard Krepper und Dirk Lucas

Die CFD-Modellierung und Simulation der Kondensation in passiven Wärmeabfuhrsystemen wird vorgestellt. Zukünftige Siedewasserreaktorkonzepte werden mit Notkühlsystemen ausgestattet, die eine passive Wärmeabfuhr gewährleisten. Das Notkühlsystem besteht aus leicht geneigten horizontalen Rohren in einem Wasserbehälter. Der Schwerpunkt des vorgestellten Projektes liegt auf der Identifikation verschiedener Morphologien wie Ringströmung, Schichtenströmung, Schwallströmung und Pfropfenströmung sowie der Modellierung des laminaren Films, der bei der Kondensation in Wandnähe auftritt.

 

Die Stilllegung der ENEA RB3 Forschungsreaktor in Montecuccolino

F. Rocchi, C. M. Castellani, A. Compagno, I. Vilardi, R. Lorenzelli und A. Rizzo

Der ENEA RB3-Reaktor war eine 100-Watt-Forschungsanlage, die von 1971 bis 1989 im Zentrum von Montecuccolino bei Bologna, Italien betrieben wurde. 1989 wurde der RB3-Reaktor abgeschaltet und Ende 2010 erhielt ENEA per Ministerialerlass die Genehmigung zu seinem Rückbau mit dem Ziel, den Status „Grünen Wiese“ zu erreichen. Vorgestellt werden die drei wesentlichen Fragestellungen für die Stilllegung des RB3: Strategie und Methoden für den Rückbau, Strategie und Methoden für die radiologische Charakterisierung des Gebäudes und schließlich die Strategie und Methoden für die radiologische Charakterisierung des Standortes.

 

Bestrahlungstests eines Vanadium-Detektors mit 14 MeV Neutronen

Prasoon Raj und Axel Klix

Self-powered Detektoren (SPD) sind eine Klasse von Neutronen- und Gamma-Überwachungsgeräten, die weltweit in Kernreaktoren eingesetzt werden. Diese Detektoren besitzen die Vorteile, dass keine Spannungsversorgung erforderlich ist, das Messverfahren einfach und die Detektoreinheit kompakt, wartungsfreundlich und zuverlässig ist. SPDs werden im Rahmen des vorgestellten Projektes für den Einsatz als Flussmonitor in den Blanketmodulen des in Bau befindlichen Fusionsreaktors ITER .

Einsatz von Nanofluiden und thermohydraulische Analyse für Druckwasserreaktoren

Jubair Ahmed Shamim und Kune Yull Suh

Eine effiziente Auslegung von Wärmeübertragung und Flüssigkeitsströmung mit verbessertem Wärmeübergang, -transport oder Kühlung bedingt zwei zentrale Aspekte, die in Kernkraftwerken berücksichtigt werden müssen: Leistungsdichte und technische Lebensdauer des Reaktordruckbehälters. Eine Herausforderung für die Auslegung neuer Kernkraftwerkskonzepte ist daher die Quantifizierung einer optimalen Kühlmittelverteilung und die Verteilung des Druckverlustes über den Reaktorkern. In jüngster Zeit werden „Nanofluide“ als vielversprechendes Kühlmittel für Druckwasserreaktoren (DWR) aufgrund verbesserter thermischer Eigenschaften mit geringst möglichem Druckabfall diskutiert, die auch Thema dieser Arbeit sind.

 

Tschechien und Ausgewogenheit und warum es die „hässliche“ Kernenergie verdient, politisch neu bewertet zu werden

John Shepherd

Als ob Europa derzeit nicht genug zu tun hätte, mit sich selbst – politisch und wirtschaftlich, nur um zwei Themenbereiche zu nennen  – könnte jetzt Brüssel auf Kollisionskurs mit der tschechischen Regierung zu den Plänen des Landes zum Ausbau der Kernenergie gehen?

In der Frage zwischen Prag und der Europäischen Kommission (EC) geht es, um es milde auszudrücken, sicherlich um Differenzen. Aber warum?

Die langjährige Leiterin der tschechischen Aufsichtsbehörde für nukleare Sicherheit, Dana Drábová, warf zudem im vergangenen Monat anderen EU-Mitgliedstaaten vor, die Regierung in Prag unter inakzeptablem Druck zu setzen hinsichtlich der Forderung einer vorzeitigen Stilllegung ihrer ältesten Kernkraftwerke.

 

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