{"id":42686,"date":"2019-10-05T22:13:08","date_gmt":"2019-10-05T21:13:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-enthalpie-kernbrennstoff-definition\/"},"modified":"2020-03-05T10:04:13","modified_gmt":"2020-03-05T09:04:13","slug":"was-ist-enthalpie-kernbrennstoff-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-enthalpie-kernbrennstoff-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Enthalpie – Kernbrennstoff – Definition"},"content":{"rendered":"
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Die Enthalpie von Kernbrennstoffen wird auch als Akzeptanzkriterium bei sehr spezifischen Arten von Unf\u00e4llen verwendet, die als durch Reaktivit\u00e4t ausgel\u00f6ste Unf\u00e4lle (RIA) bezeichnet werden.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Enthalpie von Kernbrennstoffen – Akzeptanzkriterien<\/h2>\n
\"W\u00e4rmeleitungsgleichung<\/a>
Temperaturfeld in einem Brennstab.<\/figcaption><\/figure>\n

Wie bereits geschrieben, ist die Enthalpie eines der thermodynamischen Potenziale und ein Ma\u00df f\u00fcr die Energie in einem thermodynamischen System.<\/p>\n

Die Enthalpie<\/strong>\u00a0\u00a0ist eine gro\u00dfe Menge, sie h\u00e4ngt von der Gr\u00f6\u00dfe des Systems oder von der Menge der darin enthaltenen Substanz ab.<\/p>\n

H = U + pV<\/strong><\/em><\/p>\n

Die Enthalpie von Kernbrennstoffen wird auch als Akzeptanzkriterium bei sehr spezifischen Arten von Unf\u00e4llen verwendet, die als durch\u00a0Reaktivit\u00e4t ausgel\u00f6ste Unf\u00e4lle\u00a0<\/strong>\u00a0(RIA) bezeichnet werden, z. B. Stangenauswurfunf\u00e4lle.\u00a0RIAs bestehen aus postulierten Unf\u00e4llen, bei denen eine pl\u00f6tzliche und schnelle positive Reaktivit\u00e4t eintritt.\u00a0Infolge der schnellen Leistungsabweichung steigen die Kraftstofftemperaturen schnell an, was zu einer W\u00e4rmeausdehnung der Kraftstoffpellets f\u00fchrt.\u00a0Der Leistungshub wird anf\u00e4nglich durch den Kraftstofftemperaturkoeffizienten (oder die Doppler-R\u00fcckkopplung) gemindert, die\u00a0\u00a0die erste<\/strong>\u00a0\u00a0R\u00fcckkopplung ist, die die eingef\u00fcgte positive Reaktivit\u00e4t kompensiert.<\/p>\n

Bei diesen Unf\u00e4llen kann die gro\u00dfe und schnelle Ablagerung von Energie im Kraftstoff zum Schmelzen, Zersplittern und Verteilen von Kraftstoff f\u00fchren.\u00a0Die mit der Kraftstoffverteilung verbundene mechanische Wirkung kann ausreichen, um die Ummantelung und die Stabb\u00fcndelgeometrie des Kraftstoffs zu zerst\u00f6ren und Druckimpulse im Prim\u00e4rsystem zu erzeugen.\u00a0Das Aussto\u00dfen von hei\u00dfem Kraftstoff in Wasser kann zu einer schnellen Dampferzeugung und diesen Druckimpulsen f\u00fchren, die nahegelegene Brennelemente besch\u00e4digen k\u00f6nnen.\u00a0Es werden Grenzwerte f\u00fcr die spezifische Brennstoffenthalpie verwendet, da die experimentellen Tests zeigen, dass der Grad der Brennstabsch\u00e4digung gut mit dem Spitzenwert der spezifischen Brennstoffpelletenthalpie korreliert.<\/p>\n

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Die Zulassungskriterien variieren je nach Land und Reaktortyp. In der Regel gibt es jedoch zwei Arten von Grenzwerten f\u00fcr die Brennstoffenthalpie:<\/span><\/p>\n

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  1. KERNK\u00dcHLBARKEITSKRITERIEN<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Eine Verringerung der K\u00fchlbarkeit kann durch heftiges Aussto\u00dfen von Kraftstoff verursacht werden, wodurch nahegelegene Kraftstoffanordnungen besch\u00e4digt werden k\u00f6nnen.\u00a0In der Vergangenheit wurden die Kernkriterien f\u00fcr die K\u00fchlbarkeit \u00fcberarbeitet, um sowohl kurzfristige (z. B. Wechselwirkung zwischen Brennstoff und K\u00fchlmittel, Platzen der Stange) als auch langfristige (z. B. Ballonbildung der Brennst\u00e4be, Str\u00f6mungsblockierung) zu ber\u00fccksichtigen, die die k\u00fchlbare Geometrie und den Reaktor in Frage stellen Integrit\u00e4t der Druckgrenze.\u00a0Eine definitive Grenze f\u00fcr Kernsch\u00e4den, die an keiner Stelle in einem Brennstab im Kern \u00fcberschritten werden darf.\u00a0Gem\u00e4\u00df Anhang B des Standard\u00fcberpr\u00fcfungsplans, Abschnitt 4.2, sind diese Kriterien beispielsweise:<\/span>\n
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    1. Die maximale radiale durchschnittliche Kraftstoffenthalpie muss unter 230 cal \/ g bleiben.\u00a0Oberhalb dieser Enthalpie k\u00f6nnen hei\u00dfe Brennstoffpartikel aus einem Brennstab ausgesto\u00dfen werden.<\/span><\/li>\n
    2. Die maximale Kraftstofftemperatur muss unter den beginnenden Kraftstoffschmelzbedingungen bleiben.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n
    3. FEHLERKRITERIEN F\u00dcR KRAFTSTOFFVERKLEIDUNG<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Eine Brennstabversagensschwelle, die definiert, ob eine Brennstange bei Berechnungen der radioaktiven Freisetzung als ausgefallen angesehen werden soll oder nicht (Quellenbegriff).\u00a0Gem\u00e4\u00df Anhang B des Standardpr\u00fcfplans kann Abschnitt 4.2 Brennst\u00e4be durch verschiedene Schadensmechanismen versagen:<\/span>\n
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      1. Das Ausfallkriterium f\u00fcr die hohe Plattentemperatur f\u00fcr Bedingungen mit null Leistung ist eine radiale durchschnittliche Spitzenkraftstoffenthalpie von mehr als 170 cal \/ g f\u00fcr Brennst\u00e4be mit einem Stabinnendruck bei oder unter dem Systemdruck und 150 cal \/ g f\u00fcr Brennst\u00e4be mit einem Stabinnendruck \u00fcber Systemdruck.<\/span><\/li>\n
      2. Das PCMI-Ausfallkriterium ist eine \u00c4nderung der radialen durchschnittlichen Kraftstoffenthalpie, die gr\u00f6\u00dfer ist als die in Anhang B des Standard\u00fcberpr\u00fcfungsplans, Abschnitt 4.2, angegebene korrosionsabh\u00e4ngige Grenze.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<\/ol>\n

        Wie zu sehen ist, ist die kraftstoffspezifische Enthalpie, dh die Enthalpie pro Masseneinheit des Brennstoffpelletmaterials, daher ein grundlegender Parameter bei der Diskussion von durch Reaktivit\u00e4t ausgel\u00f6sten Unf\u00e4llen.\u00a0Ein Versagen des Kraftstoffmantels kann fast augenblicklich w\u00e4hrend des sofortigen Anstiegs der Kraftstoffenthalpie (aufgrund von PCMI) auftreten oder als Anstieg der Gesamtkraftstoffenthalpie (sofort + verz\u00f6gert), des W\u00e4rmeflusses und des Anstiegs der Plattentemperatur auftreten.\u00a0Zum Zwecke der Berechnung der Kraftstoffenthalpie zur Bewertung von PCMI-Fehlern wird der sofortige Anstieg der Kraftstoffenthalpie als der radiale durchschnittliche Anstieg der Kraftstoffenthalpie zu dem Zeitpunkt definiert, der einer Impulsbreite nach der Spitze des sofortigen Impulses entspricht.\u00a0Zur Beurteilung von Fehlern bei hohen Plattentemperaturen sollte die gesamte radiale durchschnittliche Kraftstoffenthalpie (prompt + verz\u00f6gert) verwendet werden.<\/span><\/p>\n

        Sonderreferenz: US NRC.\u00a0Standard-\u00dcberpr\u00fcfungsplan – NUREG-0800.\u00a04.2 KRAFTSTOFFSYSTEMDESIGN.\u00a0Revision 3 – M\u00e4rz 2007.<\/span><\/p>\n

        Sonderreferenz: OECD Nuclear Energy Agency State-of-the-Art-Bericht \u201eVerhalten von Kernbrennstoffen unter RIA-Bedingungen\u201c, 2010.<\/span><\/p>\n

        Besondere Referenz: Peter Rudling, Lars Olof Jernkvist.\u00a0Verhalten von Kernbrennstoffen unter RIA-Bedingungen.\u00a0Advanced Nuclear Technology International, 12\/2016.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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        Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

        Die Enthalpie von Kernbrennstoffen wird auch als Akzeptanzkriterium bei sehr spezifischen Arten von Unf\u00e4llen verwendet, die als durch Reaktivit\u00e4t ausgel\u00f6ste Unf\u00e4lle (RIA) bezeichnet werden.\u00a0W\u00e4rmetechnik Enthalpie von Kernbrennstoffen – Akzeptanzkriterien Temperaturfeld in einem Brennstab. Wie bereits geschrieben, ist die Enthalpie eines der thermodynamischen Potenziale und ein Ma\u00df f\u00fcr die Energie in einem thermodynamischen System. Die Enthalpie\u00a0\u00a0ist … Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"\nWas ist Enthalpie - Kernbrennstoff - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Die Enthalpie von Kernbrennstoffen wird auch als Akzeptanzkriterium bei sehr spezifischen Arten von Unf\u00e4llen verwendet, die als durch Reaktivit\u00e4t ausgel\u00f6ste Unf\u00e4lle (RIA) bezeichnet werden. 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