Neue Signale aus dem Gebiet der Kernenergie. Das deutsch-kanadische Kerntechnikunternehmen Dual Fluid hat die TU Dresden, TU München und das Schweizer Paul-Scherrer-Institut (PSI) mit Berechnungen beauftragt, aus denen das Verhalten eines Dual-Fluid-Reaktors in sicherheitsrelevanten Situationen hervorgeht.
Die Zusammenarbeit zwischen dem Unternehmen und den Hochschulinstituten wurde im Herbst 2022 bekanntgegeben, jetzt liegen die Ergebnisse vor. Die Arbeiten deuten darauf hin, dass der Reaktor prompt, stabil und gutmütig auf veränderte Betriebsumstände reagiert. Dies bestätigt die Annahmen des Erfinderteams zum Projekt und legt den Schluss nah, dass man auf dem Weg zum gesetzten Ziel ist.
Vielversprechende Resultate
Das Reaktorkonzept von Dual Fluid, das auf flüssigem Brennstoff und Bleikühlung beruht, ist eine kerntechnische Neuentwicklung. Bevor man den Reaktor bauen oder gar in Betrieb nehmen kann, sind Sicherheitsanalysen am virtuellen Reaktormodell zwingend. Soeben haben die akademischen Partner von Dual Fluid ihre vorläufigen Berechnungen abgeschlossen, und diese stimmen das Team zuversichtlich. In die Berechnungen waren mehrere Arbeitsgruppen involviert.
Eine Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Wasserstoff- und Kernenergietechnik (WKET) der Technischen Universität Dresden führte Stabilitätsanalysen verschiedener Varianten des Dual-Fluid-Reaktors durch. Anhand einer der Varianten konnte gezeigt werden, dass sich der Reaktor in sämtlichen betrachteten Betriebszuständen den Erwartungen entsprechend stabil verhält. Die weiteren Arbeiten deuten, so die Befunde, stark darauf hin, dass dies auch auf weitere Modellvarianten zutrifft.
Eine weitere Arbeitsgruppe, zusammengesetzt aus Fachleuten von der Technischen Universität München und vom Paul-Scherrer-Institut im aargauischen Villigen, berechnete sogenannte Transienten im Rahmen einer vorläufigen Studie. Bei Transienten handelt es sich um zeitlich veränderliche Betriebszustände, welche im Normalbetrieb beabsichtigt sein können, aber auch im Störfall auftreten.
In sämtlichen untersuchten Szenarien konnte laut den Angaben gezeigt werden, dass der Reaktor prompt, stabil und gutmütig, also ohne grosse und potenziell gefährliche Ausschläge, auf Änderungen der Betriebsparameter reagiert. Dies ist ein deutlicher Hinweis auf die Fähigkeit zur vollständigen Selbstregulation eines Dual-Fluid-Reaktors, der wichtigsten vorgesehenen Eigenschaft dieser Technologie.
Wesentlich mehr Energie
Jan Philipp Dabruck, Mitarbeiter von Dual Fluid, der die Arbeiten der Partner koordinierte, ordnet die Ergebnisse ein: «Wir sind mit dem positiven Abschluss dieser Berechnungen sehr zufrieden. Sie haben unsere eigenen Annahmen über das Verhalten des Reaktors bestätigt. Auf dieser Basis können wir gut weiterarbeiten – auch wenn man betonen sollte, dass diese Analysen einen vorläufigen Charakter haben. Die Sicherheit unseres Reaktors ist damit noch nicht im Sinn der Behörden nachgewiesen, denn dafür sind umfangreiche Experimente nötig.» Aber was hier entwickelt werde, sei kerntechnisches Neuland, sagt er. Deshalb seien diese Ergebnisse für das Projekt ein Erfolg und zugleich eine grosse Motivation. Und er fügt an: «Unser Ziel ist, einen Reaktor zu entwickeln, der wesentlich mehr Energie bereitstellen könnte als alle anderen bekannten Energieerzeugungstechnologien. Noch stehen wir am Anfang, aber die bisherigen Schritte sind vielversprechend.»
Lisa Rass arbeitet für Dual Fluid.
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