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entdeckt_01_2016 - Heißer Dampf und kühle Tropfen

entdeckt 01 .16 FORSCHUNG WWW.HZDR.DE Das Metallstück sieht aus wie ein kleiner grauer Igel. Innen ist es hohl. Für Sebastian Unger verkörpert es einen Lösungs- ansatz für einen effizienten Kühlkreislauf, der ohne Strom auskommt. Das ist für die Sicherheit von Kernkraftwerken von entscheidender Bedeutung, aber auch für viele andere Anwen- dungen maßgebend. Im Rahmen seiner Promotion arbeitet der junge Wissenschaftler seit einem Jahr an dem Thema „Wär- meübertragungssysteme für verbesserte passive Kühlung in nuklearen Systemen“. Dabei geht es vor allem um die Kühlung der Brennelemente-Lagerbecken bei Havarie und Stromaus- fall. „Für mich ist es spannend, mein ingenieurtechnisches Know-how zu nutzen, um verfahrens- und energietechnische Probleme zu lösen“, beschreibt der 27-Jährige seine Motivati- on. Er hat Energietechnik an der TU Dresden studiert und sich auf Thermodynamik spezialisiert. Die Wärme aus Kernenergie entsteht durch kontrollierte Kern- spaltung und radioaktiven Zerfall in den Brennelementen des Reaktors. Abgebrannte Brennelemente werden ausgetauscht. Da sie durch Nachzerfallsprozesse aber weiterhin sehr viel Wärme freisetzen, müssen sie in Lagerbecken innerhalb des Kraftwerkes noch etwa fünf Jahre lang gekühlt werden. Fällt die Kühlung aus, steigt die Temperatur im Becken schnell an, und es wird gefährlich. Die Brennelemente können sich so stark aufheizen, dass es schließlich zum Brand und zum Aufschmelzen der Brennstabhüllen und in der Folge zum Freisetzen radioaktiver Stoffe kommen kann. Damit das nicht passiert, muss die Kühlung der Abklingbecken unter allen Umständen sichergestellt sein. Fallen die Pumpen mangels Strom aus, müssen sogenannte passive Sicherheitssysteme einspringen. // Drei junge Wissenschaftler nehmen die Wärmeübertragung beim Sieden und Kondensieren unter die Lupe. Ihre Erkenntnisse könnten die Sicherheit in kerntechnischen Anlagen verbessern und Kühlsysteme sowie Energieerzeugung effizienter machen. _Text . Inge Gerdes HEISSER DAMPF UND KÜHLE TROPFEN IGEL: Um die Kühlung von Lagerbecken für Brennelemente bei Havarie und Stromausfall zu sichern, setzt Doktorand Sebastian Unger auf Stacheln und eine neuartige Beschichtung. Foto: Oliver Killig

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