Quelltermbegrenzung für schwere nukleare Unfälle
Nach einem nuklearen Unfall kann es notwendig sein, radioaktive Luft aus dem Reaktor kontrolliert freizusetzen, um eine Beschädigung des Sicherheitsbehälters und damit eine große und unkontrollierte radioaktive Freisetzung zu verhindern. Viele Länder hatten bereits vor dem Fukushima-Unfall im Jahr 2011 gefilterte Druckentlastungssysteme des Sicherheitsbehälters (filtered containment venting systems, FCVS) installiert und alle anderen folgten diesem Beispiel nach dem Unfall. Das von der EU finanzierte PASSAM-Projekt (Passive and active systems on severe accident source term mitigation) untersuchte geeignete Luftreinigungstechnologien. Die Arbeit konzentrierte sich auf gefilterte Druckentlastung des Sicherheitsbehälters (FCVS). Das Team untersuchte bestehende Systeme sowie neuartige Technologien wie akustische Agglomeratoren, Hochdrucksprays, elektrostatische Abscheider, fortgeschrittene Zeolithe und kombinierte Nass-Trocken-Filtersysteme. Die Forscher testeten die verschiedenen Systeme unter Bedingungen, die schwere nukleare Unfälle realistisch simulierten. Die Arbeit sollte die Minderung verbessern und die Fähigkeiten der neuen Systeme bei der Erzielung einer größeren Abschwächung demonstrieren. PASSAM widmete den größten Teil der Untersuchungen der Behälterwäsche. Forscher zeigten, dass unter gewissen Umständen die Realität der Gas-Hydrodynamik wesentlich anders aussieht, als sie in Unfallanalyse-Codes beschrieben wird. Darüber hinaus demonstrierten sie, dass es notwendig ist, alkalische Bedingungen im Wäscher aufrechtzuerhalten, um eine verzögerte Freisetzung von Jod zu verhindern. Das Team prüfte auch die Filtrationseffizienz von Sandbettfiltern und metallischen Vorfiltern hinsichtlich gasförmigen molekularen und organischen Jods. Andere Experimente zeigten, dass Cäsiumjodid-Aerosole, die in dem Sandfilter eingefangen wurden, instabil sind und einen verzögerten Quellterm darstellen können. Das war nicht der Fall für die gleichen Partikel, die in einem metallischen Vorfilter eingefangen wurden. Untersuchungen akustischer Agglomerations- und Hochdruck-Sprühsysteme zeigten eine Erhöhung der Teilchengröße vor dem FCVS, wodurch die Filtrationseffizienz erhöht wurde. Das Team stellte auch eine Abnahme der Aerosolmassenkonzentration fest. Obwohl eine Erhöhung der Teilchengröße für das Hochdrucksprühen nicht gemessen werden konnte, wies das System eine akzeptable Effizienz auf, die eine Verringerung der Luftpartikelkonzentration ermöglichte. Tests zum Einfangen von gasförmigem molekularem und organischem Jod unter Verwendung elektrostatischer Nassabscheider (WESP) bestätigten die Bedeutung der Optimierung des WESP-Designs und der Betriebsverfahren. Die Forscher bestätigten auch die Einfangeffizienz von Zeolithen und demonstrierten eine gute Retention von gasförmigen organischen Iodiden bei einer Kombination von Naßwäscher und Zeolithfiltration. PASSAM lieferte eine Datenbank, die sich für die Umsetzung oder Verbesserung von Schutzsystemen für Kernreaktoren als wertvoll erweisen wird.
Schlüsselbegriffe
Luftfiltration, gefilterte Entlüftungsanlagen, nuklearer Unfall, PASSAM, Quellbegriff