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  Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und Reaktortechnik (Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Hans-Josef Allelein)

Untersuchungen zum Einsatz von keramischen Materialien in innovativen Leichtwasserreaktoren

Der Einsatz von SiC-Kapseln in Brennelementen zur Verbesserung der Nachwärmeabfuhr beim Störfall

Hauptziel innovativer Reaktorkonzepte ist die Beherrschung extremer Störfallereignisse. Um dieses Ziel zu erreichen ist es notwendig, dass auch nach dem vollständigen Ausfall aller Kühlsysteme keine Beschädigung der Spaltproduktbarrieren eintritt und somit eine Kontamination der Umwelt ausgeschlossen werden kann.

Zielsetzung:

Untersuchungen zur Realisierbarkeit eines wassergekühlten (H2O) Cores mit Stabgittern ohne Kernschmelzen (nach Ausfall der aktiven Kühlung und totalem Kühlmittelverlust).

Konzept:

Das Projekt soll Aufschluß über die Auswirkungen einer keramischen Kapselung der Brennstoffpellets im Störfall liefern. Bisherige Arbeiten zum Einsatz keramischer Komponenten in Leichtwasserreaktoren haben gezeigt, dass ihr Einsatz aus neutronenphysikalischer und thermohydraulischer Sicht möglich ist. Die Sicherheitseigenschaften, insbesondere in der frühen Unfallphase, können wesentlich verbessert werden. Es tritt eine Verlängerung der Karenzzeit ein, nach der es auch bei Anlagen mit geringerer Kernleistungsdichte durch überhöhte Temperaturen zu Schäden im Reaktor kommt. Zur Vermeidung des Schmelzens von Kernstrukturen im Reaktordruckbehälter wird nach Möglichkeiten gesucht, den selbsttätigen Wärmetransport aus dem Reaktordruckbehälter soweit zu erhöhen, dass keine Schäden an den Kernstrukturen und Spaltproduktbarrieren eintreten können. Von der Oberfläche des Reaktordruckbehälters kann die produzierte Nachwärme an den Wasserpool der RDB - Kaverne abgeführt werden. Der weitere Wärmetransport aus dem Sicherheitsbehälter an die Umwelt könnte sowohl durch aktiv als auch durch passiv arbeitende Bauelemente erfolgen.

Konzeptbeispiel

Erwartungen:

Eigenschaften des Konzeptes:

Arbeiten: