Jülicher Forschung zur Sicherheit in Kernreaktoren bei Wasserstoffentwicklung
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Eine mangelnde Kühlung des Kerns bei Leichtwasserreaktoren hat kritische Folgen: Es entsteht Wasserstoff, der mit dem im Sicherheitsbehälter vorhandenen Sauerstoff ein zündfähiges Gemisch bilden kann.
Diese sicherheitsrelevante Situation zu entschärfen, ist in Jülich seit gut 15 Jahren ein zentrales Forschungsthema des Instituts für Energie- und Klimaforschung, Bereich Reaktorsicherheit. Im Zentrum stehen Fragestellungen zu so genannten katalytischen Rekombinatoren. Sie wandeln freigesetzten Wasserstoff mit Sauerstoff wieder zu Wasserdampf um. In Jülich untersuchen Wissenschaftler in Versuchsanlagen wie dem Wasserstofflabor und mit Computermodellen, wie sich das Rekombinator-Design optimieren lässt, so dass die Effektivität und gleichzeitig die Betriebssicherheit erhöht werden. Sie simulieren außerdem das Betriebsverhalten von Reaktoren, um die Wirksamkeit im Rahmen von Störfallsimulationen bewerten zu können.
Zusammen mit Wissenschaftlern des Lehrstuhls für Reaktorsicherheit und –technik der RWTH Aachen bearbeiten die Forscher auch die Folgen schwerer Störfälle. Der Fokus liegt hierbei auf radioaktiven Aerosolen: kleinsten Partikeln und Tröpfchen, die selber Spalt- oder Aktivierungsprodukte sind oder diese binden. Sie entstehen etwa durch anfängliche Schäden an den Brennelementen oder im Verlauf eines Störfalls durch die Zerstörung des gesamten Kerns und können bei einer Druckentlastung oder durch Schäden in der Reaktorhülle mit der Luft ins Freie gelangen. Die Forscher entwickeln unter anderem Aerosolerzeugungsverfahren, um die Ausbreitung, das Verhalten und die Wechselwirkung der kleinsten Partikel realistisch abzubilden. Ihr Interesse gilt dabei der Interaktion der Aerosole mit unterschiedlichen Iodspezies.
Neben einzelnen Fragestellungen zu Störfällen werden in Jülich zusammen mit der RWTH auch die Wechselwirkungen unterschiedlicher Störfallphänomene untersucht. Die Forschungsarbeiten sollen helfen, präziser auf einen schweren Störfall vorbereitet zu sein.
Zur Sicherheitsforschung für nukleare Entsorgung und Reaktortechnik am Forschungszentrum Juelich
