A2 Überhitzung und Kernschmelze

Thema

Wenn die im vorherigen Modell beschriebene Kühlleistung ausfällt oder sich verringert, während der Brennstoff weiterhin Wärme erzeugt – durch aktive Kernspaltung oder, häufiger bei dieser Art von Unfall, einfach durch Restwärme nach der Abschaltung –, kann die Temperatur des Brennstoffs und seiner Beschichtung die zulässigen Grenzwerte überschreiten.

Bei ausreichend hohen Temperaturen kann das den Brennstoff umhüllende Metallmaterial chemisch mit dem vorhandenen Wasserdampf reagieren. Diese Reaktion setzt Wasserstoffgas frei und ist selbst exotherm: Sie setzt zusätzliche Wärme frei, die die bestehende Überhitzung verstärkt und so einen sich selbst verstärkenden Kreislauf erzeugt – mehr Wärme führt zu mehr chemischer Reaktion, und mehr chemische Reaktion erzeugt mehr Wärme –, anstatt sich von selbst zu stabilisieren.

Wenn die Überhitzung ungehindert fortschreitet, können der Brennstoff und die umgebenden Strukturen teilweise oder vollständig schmelzen, ihre ursprüngliche Form verlieren und im schlimmsten Fall eine geschmolzene Masse bilden, die die in einem späteren Modell dieses Katalogs beschriebenen Sicherheitsbarrieren beeinträchtigen kann.

Der Verlauf dieses Zyklus hängt entscheidend davon ab, wie lange die unzureichende Kühlung anhält: Je schneller ein Wärmeabfuhrmechanismus – aktiv oder passiv, um die bereits im passiven Sicherheitsmodell etablierte Unterscheidung zu bekräftigen – wiederhergestellt ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Überhitzung so weit fortschreitet, dass die Geometrie des Reaktorkerns beschädigt wird. Deshalb zeigt dieses Modul, das mit einem Kühlausfall bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung beginnt, am Ende, warum die Verfügbarkeit mehrerer unabhängiger und redundanter Wege zur Wiederherstellung der Kühlung, unabhängig davon, welcher Ausfall sie alle gleichzeitig unterbrochen hat, eines der zentralen Sicherheitsprinzipien moderner Reaktoren ist: Es ist die einzige Möglichkeit, diesen Zyklus zu durchbrechen, bevor er sich selbstständig beschleunigt.

ID:3964