Partikelentstehung und –transport im DWR-Kern

Bei postulierten Kühlmittelverluststörfällen (KMV) in Druckwasserreaktoren können Korrosionsprozesse an feuerverzinkten Einbauten des Containments auftreten und in Folge dessen einen starken Anstieg der Zinkkonzentration im Kühlmittel bewirken. An Heißstellen wie z. B. an Brennstab-Hüllrohren können sich die Zink-Korrosionsprodukte unter Umständen schichtbildend abscheiden. Neben der Abscheidung von Zinkborat, die bei Kühlmitteltemperaturen von 90 °C beobachtet wurde, kann durch Thermohydrolyse eine Umwandlung in schwerer lösliche Verbindungen bis hin zum Zinkoxid erfolgen und durch anwachsende Ablagerungen die thermofluiddynamischen Prozesse im Kern beeinflussen. Eine Freisetzung von Partikelsystemen mit breitem Größenspektrum, welche sich an Kernkomponenten oder Rückhaltevorrichtungen anlagern können, ist hierbei durch das Abplatzen von Partikelagglomeraten aus den Abscheidungen und im Kern ablaufende Kristallisations- und Umwandlungsprozesse möglich. Nach dem Einsetzen des Korrosionsprozesses erfolgt nachweislich auch nach Entfernung der Korrosionsquellen eine weitere Abscheidung von Zink-Korrosionsprodukten an Heißstellen. Es existiert somit eine Quelle für die Bildung unlöslicher Feststoffe im Primärkreis in der Spätphase eines KMV.
Im Rahmen eines BMWi-Verbundprojektes (FKZ 1501430 und 1501431) werden die physikochemischen Grundlagen und die thermohydraulischen Auswirkungen der Zink-Korrosionsproduktbildung und –ablagerung mit Hilfe von Experimenten an unikalen Versuchseinrichtungen des HZDR bzw. der HS Zittau/Görlitz untersucht.