Reaktorsicherheit

Kurz und bündig

Im Topic „Reaktorsicherheit“ evaluieren Jülicher Forschende in Zusammenarbeit mit Expert:innen des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und des Karlsruher Instituts für Technologie die Sicherheit von Kernreaktoren. Ihre Expertise reicht von der Einschätzung schwerer Unfälle und verbesserter Sicherheitsstrategien in kerntechnischen Anlagen bis zur Bewertung neuer Reaktordesigns, wie kleinen modularen oder gasgekühlten Reaktorkonzepten.

Herausforderungen

Weltweit entstehen neue Kernkraftwerke und auch europäische Nachbarn wie Frankreich setzen weiterhin auf Kernenergie. Es ist daher von hohem Interesse, die Sicherheitsstandards solcher Reaktoren durch eigene Forschung mitzugestalten. Zentrale Fragen sind: Wie lassen sich Störverläufe genauer vorhersagen? Wie zuverlässig funktionieren Sicherheitseinrichtungen auch unter extremen Bedingungen – zum Beispiel die Integrität des inneren Reaktorbehälters, Notkühlungen, die Neutralisation von Wasserstoff, Filter- und Abschaltanlagen? Und wie lässt sich das Unfallmanagement verbessern?

Lösungen

Die Unfälle in Fukushima Daiichi zeigen, wie wichtig es ist, Transport- und Mischungsphänomene innerhalb des Reaktorbehälters und der angeschlossenen Gebäude zu verstehen. Kenntnisse über die räumliche Verteilung von Gasen und die atmosphärischen Bedingungen bilden die Grundlage für verbesserte Sicherheitssysteme und ein optimiertes Notfallmanagement. Sie liefern relevante Informationen für nachfolgende Analysen von Wasserstoff-Luftverpuffungen und dem Austritt radioaktiver Stoffe.

Die Jülicher Arbeiten konzentrieren sich dabei auf vier Themen. Erstens: die Kondensation von Wasser an der inneren Reaktorwand, welche die Wärme-, Dampf- und Strömungsverhältnisse im Reaktor verändert. Zweitens: die Verteilung von radioaktiven Aerosolen und Partikeln bei Bränden oder einer Kernschmelze. Drittens: Brand- und Kondensations-Prozesse, welche die Sicherheitssysteme zur Neutralisierung von Wasserstoff beeinträchtigen. Und viertens: die Berechnung und Analyse thermofluider Dynamiken in einem havarierten Reaktor.

Hierzu verfügt das Forschungszentrum Jülich über einzigartige und groß angelegte experimentelle Testanlagen, unterstützt von entsprechenden Computermethoden und -werkzeugen sowie der enormen Rechenkapazität der lokalen Supercomputer. Die hochmodernen Modelle tragen dazu bei, aktuelle Forschungsfragen zum Betrieb europäischer Kernkraftwerke und neuer Reaktorkonzepte zu beantworten.

Auf der Basis der Jülicher Arbeiten entstehen energieunabhängige Systeme zur Kontrolle von Wasserstoffgas, fortschrittliche Entlüftungsstrategien und passive Kühl- und Sicherheitssysteme sowie Strategien, um radioaktive Partikel über Filter oder im Wasserbecken zurück zu halten.

Dabei sind die Jülicher Forschenden im engen Austausch mit nationalen und internationalen Institutionen für Reaktorsicherheit. Ihr Know-how fließt darüber hinaus in die universitäre Lehre mit ein. So werden aktuelle Ergebnisse der nuklearen Sicherheitsforschung an die kommende Generation von Strahlenschützer:innen und Reaktorentwickler:innen weiter gegeben.

Kontakt

Jülicher Ansprechpersonen

Dr. Ernst-Arndt Reinecke

• Institute of Energy Technologies (IET)
• Elektrochemische Verfahrenstechnik (IET-4)

Gebäude 14.14 /
Raum 3019

+49 2461/61-5530

E-Mail

Prof. Dirk Bosbach

• Institute of Fusion Energy and Nuclear Waste Management (IFN)
• Nukleare Entsorgung (IFN-2)

Gebäude 05.3 /
Raum R 290

+49 2461/61-5869

E-Mail