Forschende am Karlsruher Institut für Technologie haben Mitte April 2023 in einer Versuchsanlage ein potenzielles Sicherheitsrisiko bei kleinen modularen Reaktoren beobachtet. Dabei zeigten sich bei einem kontrollierten Hitze-Stresstest Bedingungen, die in einem echten Reaktor zu massiven Schäden führen könnten. Die Experimente finden im Rahmen des Projekts COSMOS-H statt, das das Verhalten von Brennelementen unter extremen Temperaturen simuliert.
How the test simulates reactor failure conditions
In der Testanlage erhitzen Forschende dünne Metallstäbe elektrisch auf hohe Temperaturen, um den Vorgang des Blasensiedens zu studieren. Sobald einzelne Dampfbläschen zu einem geschlossenen Dampf-Film zusammenlaufen, bricht die Wärmeleitung ab – ein Phänomen, das im Reaktor zu Überhitzung führen kann. Stephan Gabriel, Abteilungsleiter am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit am KIT, erklärt, dass dieser Punkt entscheidend für die Sicherheit sei.
Why SMRs are under renewed scrutiny
Die Tests erfolgen im Kontext der internationalen Diskussion über Small Modular Reactors als potenziell sicherere Alternative zu großen Atomkraftwerken. Während Befürworter kleinere, dezentrale Einheiten als weniger anfällig für katastrophale Störfälle bewerben, prüfen KIT-Forscher derzeit verschiedene SMR-Konzepte auf ihre tatsächliche Widerstandsfähigkeit. Gabriel betont, dass es derzeit noch unklar sei, ob die vorgeschlagenen Designs tatsächlich eine Verbesserung darstellen.
What happens next in the research
Die Arbeitsgruppe am KIT plant, weitere Testreihen mit unterschiedlichen Brennelement-Geometrien und Kühlbedingungen durchzuführen. Ziel ist es, belastbare Daten zur Wärmeabfuhr bei Grenzsituationen zu sammeln, die später in die Sicherheitszertifizierung von SMRs einfließen könnten. Bis dahin bleiben die Ergebnisse laboratory-spezifisch und dürfen nicht direkt auf reale Anlagen übertragen werden.
What is the main goal of the COSMOS-H experiment?
The main goal is to study how nuclear fuel rods behave under extreme heat conditions, particularly the transition from isolated bubbles to a continuous steam film that impedes heat transfer.
Why are small modular reactors being tested for safety?
Small modular reactors are being evaluated to determine whether their proposed designs actually offer improved safety characteristics compared to conventional large reactors during accident scenarios.
