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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Neues Heißzellen-Experiment gestartet!

Korrosionsverhalten einer bestrahlten Forschungsreaktor-Kernbrennstoffprobe unter endlagerrelevanten Bedingungen und Identifizierung der Korrosionsprodukte

Die direkte Endlagerung von bestrahlten Kernbrennstoffen in tiefen geologischen Formationen (Salz, Ton, Kristallingestein) wird international als sicherer Entsorgungsweg angesehen. In zahlreichen Arbeiten wurde das Verhalten des in Kernkraftwerken verwendeten Kernbrennstoffes (Urandioxid) unter endlagerrelevanten Bedingungen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass deren Korrosionsrate sehr gering sind.
Das IEK-6 untersucht auch das Korrosionsverhalten von bestrahlten Forschungsreaktor-Kernbrennstoffen unter endlagerrelevanten Bedingungen. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Dispersionsbrennstoffe metallisches Uran/Aluminium und Uransilizid/Aluminium. Die bislang erzielten Ergebnisse zeigen, dass beide Brennstofftypen unter endlagerrelevanten Bedingungen um drei Größenordnungen schneller korrodieren als Kernbrennstoff aus Kernkraftwerken. Die Korrosion der Brennstoffe kann zur Mobilisierung der Radionuklide führen. Die gebildeten Korrosionsprodukte (sekundäre Phasen) stellen allerdings eine Barriere dar, denn sie wechselwirken mit den mobilisierten Radionukliden und verzögern bzw. verhindern somit deren Migration.

Bestückter Autoklav mit bestrahlter Kernbrennstoffprobe in endlagerrelevanter SalzlaugeBestückter Autoklav mit bestrahlter Kernbrennstoffprobe in endlagerrelevanter Salzlauge

Ziel des Heißzellen-Experimentes ist es mittels Ramanspektroskopie die sekundären Phasen zu identifizieren, die bei der Korrosion einer bestrahlten Uransilizid/Aluminium Kernbrennstoffprobe unter endlagerrelevanten Bedingungen entstehen. Hierzu wurde der bestrahlte Kernbrennstoff unter statischen Versuchsbedingungen (Autoklavsystem) mit einer Eisen-II haltigen Salzlauge in Kontakt gebracht. Das angefertigte Autoklavsystem erlaubt es entstehende Gase, flüssige Proben als auch die entstehenden sekundären Phasen zeitabhängig zu analysieren.


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