atw - August/September 2018

NucNet, David Dalton

In den USA ist die weltweit größte Anzahl von Kernkraftwerken in kommerziellem Betrieb – 99 Anlagen; aber die globale Führungsposition der USA schwindet, da die Bemühungen zum Bau einer neuen Generation von Reaktoren mit Problemen behaftet ist und ältere Anlagen angesichts wirtschaftlichen Drucks stillgelegt werden. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht des Atlantic Council warnt die US-Nuklearindustrie vor einer Krise, der die Trump-Regierung als Kernstück ihrer „All of the above“-Energiestrategie begegnen muss.

Roman Martinek

Ende Juli 2018 begann in Murmansk die Kernbrennstoffbeladung des schwimmenden Kraftwerks Akademik Lomonosov. Dies ist eine der bedeutenden Phasen des Projekts, das bis heute weltweit einzigartig ist. Das Kraftwerk wird ab 2019 eine ganze Region in Nordostsibirien mit Wärme und Strom versorgen. Das Projekt soll Möglichkeiten für die Serienproduktion von schwimmenden Kernkraftwerken eröffnen – einige Länder haben dafür bereits ihr Interesse bekundet. Die Akademik Lomonosov ist für die Energieversorgung abgelegener Industrieanlagen, Hafenstädte sowie von Gas- und Ölplattformen auf hoher See konzipiert.

Tobias Leidinger

Kurz vor knapp hat der Gesetzgeber auf die verfassungsrechtlichen Mängel reagiert, die das Bundesverfassungsgericht (BVerfG) in seinem Urteil vom 6. Dezember 2016 zum Atomausstieg (BVerfGE 143, 246) höchstrichterlich beanstandet hat und für die bis zum 30. Juni 2018 ein verfassungsgemäßer Zustand herzustellen war. Doch die neu geschaffenen Entschädigungsregelungen in der 16. AtG-Novelle werfen neue Rechtsfragen auf, insbesondere die nach ihrer Verfassungsgemäßheit.

Gilda Bocock, Robert Oelrich und Sumit Ray

Entwicklung und Einsatz von „störfalltolerantem Kernbrennstoff“ wie z.B. EnCore® von Westinghouse, kann der Kernenergie weitere Zukunftsperspektiven durch Erhöhung der Betriebssicherheit und Senkung der Kosten eröffnen. Der erste Einsatz von Westinghouse EnCore Fuel in einem kommerziellen Reaktor ist für 2019 geplant. Testbrennstäbe mit verchromtem Zirkoniummantel und Uransilicid (U3Si2)-Pellets sind dafür vorgesehen. Das für 2022 geplante EnCore Fuel Lead Test Assembly (LTA)-Programm sieht ein Siliziumkarbid/Siliziumkarbid-Verbundhüllrohr mit U3Si2-Pellets vor.

Joachim Herb, Christoph Bläsius, Yann Perin, Jürgen Sievers und Kiril Velkov

In den letzten 15 Jahren haben sich die Neutronenflussschwankungen in einigen der deutschen DWR verändert. Während eines Zeitraums von etwa zehn Jahren nahmen die Schwankungsbreiten zu, gefolgt von etwa fünf Jahren mit abnehmender Tendenz nach z.B. einer Änderung der Auslegung der Brennelemente. Die Zunahme der Neutronenflussschwankungen führte zu einer erhöhten Anzahl von Auslösungen des Reaktorbegrenzungssystems und in einem Fall zu einem SCRAM. Zur Simulation des Neutronenflusses werden mehrere Modelle verwendet, die auf einzelnen physikalischen Effekten basieren.

G. Girardin, R. Meier, L. Meyer, A. Ålander und F. Jatuff

Aktuelle Untersuchungen zum Neutronenflussrauschen im Kernkraftwerk Gösgen-Däniken werden zusammengefasst. Das seit 1979 in Betrieb befindliche Kernkraftwerk  In einem Zeitraum von ca. 7 Zyklen von 2010 bis 2016 wurde ein Anstieg der gemessenen Neutronenrauschamplituden beobachtet, obwohl keine signifikanten Schwankungen der globalen physikalischen und thermohydraulischen sowie Instrumentierungsparametern festgestellt wurden. Überprüfungen der Instrumentierung wurden durchgeführt und es wurde bestätigt, dass die Neutronenflussinstabilitäten in diesem Zeitraum von Zyklus zu Zyklus zunahmen. In den letzten zwei Jahren blieb das Neutronenflussrauschen hoch, scheint aber einen Sättigungszustand erreicht zu haben.

Chang Hyun Kim, Je Joong Sung, Sang Jun Ha und Phil Won Seo

Nach den Unfällen von Fukushima Daiichi wurde festgestellt, dass der Integrität des Sicherheitsbehälters bei einem schweren Unfall in einem Kernkraftwerk höchste Priorität gilt, indem die Wasserstoffkonzentration unterhalb akzeptabler Werte gehalten wird. Obwohl es verschiedene Maßnahmen zur Wasserstoffminderung gibt, wird ein passiver autokatalytischer Rekombinator (PAR) wegen seiner Betriebseigenschaften als praktikable Option angesehen. Als Post-Fukushima-Maßnahme wurden alle koreanischen Kernkraftwerke mit PARs verschiedener Anbieter ausgestattet. Die Kapazitäten und optimalen Einbauorte von PARs als Wasserstoffminderungssystem wurden durch eine umfangreiche Analyse für verschiedene schwere Unfallszenarien ermittelt.

Jörg Starflinger

Im Rahmen des Young Scientists Workshop der 49. Jahrestagung Kerntechnik (AMNT 2018) vom 29. bis 30. Mai 2018 in Berlin stellten 13 Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler im Rahmen ihrer Master- oder Doktorarbeiten ein breites Spektrum von Fachthemen vor. Vera Koppers, Katharina Amend und Maria Freiria wurden für ihre Präsentationen von der Jury ausgezeichnet.

Vera Koppers and Marco K. Koch

Es wird eine neue Methode zur schnellen und zuverlässigen Modellierung von Forschungsreaktoren für die Durchführung von deterministischen Sicherheitsanalysen vorgestellt. Für ausgewählte Forschungsreaktor-Typen wird ein regelbasiertes Softwaresystem konzipiert, das den Modellierungsprozess für ATHLET unterstützt. Die Entwicklung wird unter dem Aspekt limitierter verfügbarer Daten vorgenommen. Die fundamentalen Elemente des Datensatz werden unter Verwendung weniger Eingabedaten automatisch generiert.

Katharina Amend und Markus Klein

Ziel des Forschungsvorhabens ist ein CFD-Modell für das Ablaufverhalten von Wasser und den resultierenden Abwasch von Spaltprodukten auf Oberflächen im Reaktorsicherheitsbehälter. Das Paper präsentiert eine dreidimensionale numerische OpenFOAM Simulation von Wasser auf geneigten Oberflächen gekoppelt mit einem Aerosol-Abwaschmodell und dem Partikeltransport. Das Abwaschmodell basiert auf dem Shields Kriterium. Es wird eine Parametervariation durchgeführt und die Simulationsergebnisse mit Experimenten verglichen.

María Freiría López, Michael Buck und Jörg Starflinger

Eine konservative Kritikalitätsanalyse des Fukushima Unit 1 Schüttbetts wurde durchgeführt. Um eine mehrdimensionale Kritikalitätskarte zu erstellen, wurden Parameter wie Schüttbettgröße, Porosität, Partikelgröße, Brennstoffabbrand, Wasserdichte und Boranteil variiert. Als Resultat, wurden Bereiche identifiziert, in denen Rekritikalität ausgeschlossen werden kann. Es stellt sich heraus, dass die meisten entstehenden Schüttbetten aufgrund seiner Porosität inhärent unterkritisch sind, und dass auch 1600 ppm B Unterkritikalität sicherstellen.

Christian Raetzke

Der Bericht fasst die Vorträge der Focus Session International Regulation | Radiation Protection: The Implementation of the EU Basic Safety Standards Directive 2013/59 and the Release of Radioactive Material from Regulatory Control zusammen, die auf der 49. Jahrestagung Kerntechnik (AMNT 2018) präsentiert wurden.

Klemens Hummelsheim, Florian Rowold und Maik Stuke

Tagungsbericht zum Workshop “Sicherheit einer zeitlich längeren trockenen Lagerung abgebrannter Brennelemente”, 6 bis 8 Juni 2018.

John Shepherd

In der „Saure Gurken Zeit“ des Jahres werden von der Presse teils seltsame und teils wunderbare Geschichten aufgenommen. Immer wieder trifft dies auch die Kernenergie – warum lassen wir dies zu, mit den wichtigen positiven Botschafter