06/03/2012 - Sie untersuchen die strukturelle Integrität der Kernbrennstoffhülsen

Menéame

Forscher an der Polytechnischen Universität Madrid (UPM), dem Rat für nukleare Sicherheit (CSN) und den Unternehmen ENUSA und ENRESA haben begonnen, die strukturelle Integrität der Kernbrennstoffhülsen unter Bedingungen des Transports und der vorübergehenden Lagerung im trockenen Zustand zu untersuchen. Die Herausforderung besteht darin, das Material der Hülsen zu charakterisieren, um den Kraftstoffbetrieb zu optimieren und die Sicherheitsmargen jederzeit zu halten.

Die Bewertung und Beschreibung des mechanischen Verhaltens der Kernbrennstoffhülsen in Bezug auf ihre strukturelle Integrität unter Bedingungen des Transports und der vorübergehenden Lagerung im trockenen Zustand ist das Ziel eines Forschungsprojekts, das an der Polytechnischen Universität Madrid in Zusammenarbeit mit ENUSA Advanced Industries S.A., ENRESA und dem Rat für nukleare Sicherheit (CSN) durchgeführt wird.

Die Kernbrennstoffhülsen bestehen aus einer Metalllegierungen aus Zirconium. Mit einer Länge von 4 Metern sind sie Rohre mit Abmessungen von etwa 10 mm Durchmesser, eine Wand von etwa 0,5 mm Dicke, ähnlich einem Stift. Während ihrer gesamten Lebensdauer (Herstellung, Transport, Betrieb, Lagerung usw.) unterliegen sie einem strengen Inspektionsprogramm, das ihre Integrität als erste Barriere für die Eindämmung der Freisetzung radioaktiver Stoffe gewährleistet.

"Wir werden untersuchen, ob sich diese Kernbrennstoffhülsen während der Lagerungs- und Transportprozesse, die nach Abschluss ihrer Operation im Reaktor stattfinden, angemessen verhalten und ihre langfristige Integrität bewahren," erklärt Jesus Ruiz, Professor an der Technischen Hochschule der Ingenieure der UPM. Darüber hinaus ist er Leiter des Forschungsprojekts Zerkleinerung durch geringe Geschwindigkeiten in hydraulisch zersplitterten Kernbrennstoffhülsen, das gemeinsam von ENUSA, ENRESA und dem CSN finanziert wird. Das Projekt wird 2013 abgeschlossen sein.

Eine der wichtigsten Herausforderungen dieser Forschung, erklärt Professor der UPM, besteht darin, das Material der Hülsen zu charakterisieren, um den Betrieb des Kernbrennstoffs zu optimieren und dabei die erforderlichen Sicherheitsmargen zu wahren, einschließlich seiner anschließenden Entsorgung als Abfall. Auf diese Weise kann die Rentabilität des Vorhabens gesteigert und das Inventar abgebrannter Brennelemente verringert werden. Hierzu werden verschiedene Arten von Prüfungen durchgeführt und numerische Modelle entwickelt, um diese Prüfungen unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen anzupassen.

Im Rahmen des Projekts wird die Abteilung für Materialwissenschaften der UPM ihre Forschungserfahrung bei der Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von Materialien im Falle von Kernbrennstoffhülsen einsetzen, die angesichts der Bedingungen, denen sie während ihrer Lebensdauer ausgesetzt sind, recht komplex sind. "Wir nehmen die Herausforderung an und haben Ergebnisse erzielt, die in vielen Teilen der Welt anerkannt wurden," betont der UPM-Lehrer.

Energie ohne Treibhausgasemissionen

Nach Angaben dieses Professors hat Spanien seine wissenschaftliche und technologische Fähigkeit bewahrt, sich am Bau von Kernkraftwerken zu beteiligen und sie sicher zu betreiben. "Was übrig bleibt, sind Entscheidungen, die über den wissenschaftlich-technologischen Bereich hinausgehen, eher politischer Natur." In unserem Land kennt die Gesellschaft nicht ganz die Komplexität eines Systems der Stromerzeugung, wo eines der größten Probleme ist die Unmöglichkeit, Energie zu speichern, versichert sie.

Dies bedeutet eine sehr strenge Programmierung der Energieproduktion. Um die Nachfrage sicher zu decken, ist eine Mischung aus verschiedenen Energiequellen erforderlich. "Die Kernenergie spielt in dieser Mischung eine wichtige Rolle. Ein Prozentsatz des gesamten erzeugten Stroms muss nuklear sein," fügt Ruiz hinzu.

Im Gegensatz zur spanischen Situation verfügt Frankreich auf internationaler Ebene über die höchste Produktionsrate an Kernenergie in Europa und gewährleistet die Versorgung, wenn dies erforderlich ist. "Es ist der Elektromotor Europas und verkauft Energie an mehrere Länder der Europäischen Union. In Frankreich ist der Grad der Akzeptanz der Kernenergie durch die Bevölkerung am größten. Dies sollte in unserem Land zu einer gewissen Reflexion führen, um eine ruhigere Diskussion über diese Art von Energie zu führen, da wir über die erforderlichen technologischen Fähigkeiten verfügen. Das ist eine Chance, die man nicht verpassen darf."

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