Frage von Yusaii, 67

wieso will man verhindern das dass Wasser im Reaktordruckgefäß anfängt zu sieden?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 23

Dampf kann bei weitem nicht so viel Wärme aufnehmen wie flüssiges Wasser. Daher müssen die Brennstäbe immer von Wasser umflossen sein. Sinkt der Wasserspiegel, stehen die oberen Teile der Brennstäbe im Dampf und werden immer heißer. Ab einer gewissen Temperatur kann dann der Dampf in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden. Der Wasserstoff sammelt sich dann an der höchsten Stelle und kann bei einem Funken explodieren. So geschehen in Fukushima.

Kommentar von NuklearTV ,

Das ist so mehr als Bullshit, da Wasser erst bei 1700 °C in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird, eine Kernschmelze aber bei 1200 °C arbeitet. Abseits davon arbeitet ein Kernkraftwerk mit Sattdampf bei Temperaturen um die >300 °C aber weniger <400 °C... Soviel zur "Expertenantwort"...

Kommentar von Hamburger02 ,

Dann auch noch was zum "Besserwisser"….

Ab etwa 900°C brechen die Hüllen der Brennstäbe. Gleichzeitig findet eine chemische Reaktion zwischen dem Zirconium der Hüllen und dem Dampf statt. Dabei entsteht Zirconiumoxid und Wasserstoff wird frei. Kommt dieser Wasserstoff mit Luftsauerstoff in Berührung, kann es eine Knallgasexplosion geben. Genau das habe ich geschrieben.
Dass reiner Dampf zerlegt werden soll unterstellst du. Sowas kommt in einem chemischen Labor, aber nicht in einem KKW vor.

Die Knallgasexplosion sieht dann so aus (man beachte die enorme Druckwelle, noch bevor Material hinterher geflogen kommt.):

www.youtube.com/watch?v=vbBk0Y6cQZQ

Kommentar von NuklearTV ,

Die Temperaturangabe stimmt nicht, denn eine Veränderung des Materials tritt erst bei Temperaturen um die 1100 °C auf. Auch erst ab dieser Temperatur kommt es zu der chemischen Reaktion zwischen den Zircalloy-Hüllrohren und dem umgebenden Wasser-Dampf-Gemisch. Deine Temperatur hinkt, da die Temperatur der Oxidtabletten während des Normalbetriebs in den Hüllrohren bereits Temperaturen von etwas mehr als 1000 °C haben. Du hast geschrieben, Zitat: "Ab einer gewissen Temperatur kann dann der Dampf in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten werden."

Dass es nicht in einem Kernkraftwerk vorkommt ist im übrigen so nicht ganz richtig, da in Tschernobyl aufgrund der Leistungsexkursion durchaus Wasserstoff aufgrund der Aufspaltung des Kühlmittels entstanden ist.

Ein "Brechen" der Hüllrohre findet bei niedrigen Temperaturen um 900 °C nicht statt. Was stattfindet ist ein BE-Biegen, die sich ausgeprägt zu einer ungünstigen Verkeilung von Brennelementen und Steuerstäben ausprägen können. Für Anlagen, die mit hohen Temperaturen arbeiten, werden deshalb andere Systeme eingesetzt oder andere Hüllrohre. Bei den gasgekühlten Reaktoren im UK wirkt das Gas in diesem Zusammenhang als effizienter Wärmeträger, sowie die Druckröhrenbauweise, dass die BE gegen ein etwaiges Biegen geschützt sind. Alternativ wäre der Einsatz eines anderen Hüllrohrmaterials wie Beryllium möglich oder wie bei den deutschen und chinesischen Kugelhaufenreaktoren, eine Graphithülle, in der der Brennstoff bindend eingeschlossen ist.

Antwort
von TomSchultz, 4

Das ist nur bei dem Druckwassereaktor der Fall, da das Wasser wie der Name schon sagt unter solch enormen Druck gesetzt wird, dass es nicht sieden kann. Bei anderen Bauarten wie z. B. bei dem Siedewasserreaktor wird das Wasser schon im primären Kreislauf zum Sieden gebracht.

Antwort
von Herb3472, 33

Das ist nur beim Druckwasserreaktor so, beim Siedewasserreaktor wird das Wasser selbstverständlich zum Sieden gebracht. Details und die Antwort auf Deine Frage kannst Du in Wikipedia nachlesen.

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