Partikelentstehung und -transport im Kern von Druckwasserreaktoren - Thermo- und fluiddynamische Mechanismen

Im Rahmen der Reaktorsicherheitsforschung erfolgten an der Hochschule Zittau/Görlitz in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf experimentelle und methodische Untersuchungen für die systematische Klärung physiko-chemischer Mechanismen und deren Auswirkungen auf thermo-fluiddynamische Prozesse, welche während des Sumpfumwälzbetriebs nach Kühlmittelverluststörfällen in einem Kernkraftwerk ablaufen können, falls in boriertem Kühlmittel (KM) gelöstes Zink in Kernbereiche höherer Temperatur (Hot-Spots) gelangt. Das im KM befindliche Zink kann hierbei im Vorfeld durch die Korrosion feuerverzinkter Bauteile freigesetzt werden.
In den Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab wurden die physiko-chemischen Mechanismen und der Temperatureinfluss analysiert. Gleichzeitig wurden Auswirkungen dieser Prozesse auf das thermo-fluiddynamische Verhalten in einer Heizstabkonfiguration (3x3-Anordnung mit für Druckwasserreaktoren (DWR) typischen Zirkaloy-Hüllrohren) mit Abstandshaltern erfasst. Im Fokus der Untersuchungen stand dabei das Verhalten derart zusammengesetzter Fluide an beheizten Konfigurationen, die im Kern von DWR auftreten können.
Die durchgeführten Untersuchungen tragen generischen Charakter und liefern Aussagen zum Löslichkeitsverhalten von Zink in borsäurehaltigem KM sowie zur Bildung fester Korrosionsprodukte und den daraus folgenden Auswirkungen.