E6 Kernkühlung

Thema

Ein Kühlmittel zirkuliert kontinuierlich um den Reaktorkern, um die durch die drei im vorherigen Modell beschriebenen Mechanismen erzeugte Wärme aufzunehmen und sie vom Kern wegzuführen, wo sie genutzt werden kann. Gewöhnliches Wasser ist das gebräuchlichste Kühlmittel. Es wird aufgrund seiner hervorragenden Wärmeaufnahme- und -transportkapazität gewählt und erfüllt in vielen Konstruktionen zusätzlich die in einem anderen Modell dieses Katalogs beschriebene Moderatorfunktion.

Es ist jedoch nicht die einzige Option: Ein Gas nutzt seine chemische Stabilität bei hohen Temperaturen; ein flüssiges Metall, wie beispielsweise geschmolzenes Natrium oder Blei, kann bei höheren Temperaturen ohne extremen Druck betrieben werden und transportiert Wärme sehr effizient; und ein geschmolzenes Salz kombiniert hohe Wärmekapazität mit chemischer Stabilität bei erhöhten Temperaturen. Keine dieser Optionen ist ohne Konsequenzen austauschbar: Die Wahl des Kühlmittels bestimmt die Betriebstemperatur und den Betriebsdruck, die Effizienz der Wärmeumwandlung in Elektrizität, die verwendbaren Strukturmaterialien im Kontakt mit dem Kühlmittel sowie die Sicherheitsstrategien für den Fall eines Ausfalls der Kühlleistung – ein Szenario, das im Abschnitt „Anomalien“ dieses Katalogs detaillierter beschrieben wird.

Deshalb zeigt dieses Modul, das mit einem Kühlmittel beginnt, das Wärme aus drei bereits etablierten Mechanismen aufnimmt, am Ende, dass die Wahl eines Kühlmittels nicht nur die Wahl der Art und Weise der Wärmeabfuhr aus dem Reaktorkern bedeutet, sondern im Voraus fast alles andere über die Reaktorkonstruktion festlegt: seine Temperatur, seinen Wirkungsgrad und seine eigenen Sicherheitsstrategien.

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