Daten zur probabilistischen Sicherheitsanalyse für Kernkraftwerke ...

7.7.4 Empfehlung
Der Austrocknungs-Wärmefluss einer Partikelschüttung aus Kernmaterial unterhalb des RDB ist
entsprechend einer Gleichverteilung anzusetzen zwischen:
95 % Fraktile 1 MW/m²
50 % Fraktile 0,2 MW/m²
5 % Fraktile 0,05 MW/m².
Die Nachwärmeleistung in der Partikelschüttung kann – gegenüber dem Inventar zum Zeitpunkt
der Abschaltung – um den Beitrag flüchtiger Nuklide (ca. 30 % der gesamten Wärmeleistung)
reduziert werden.
Die gesamte Kernmaterialmasse verlässt den RDB. Selbst wenn dies nicht unmittelbar bei RDB-
Versagen geschieht, ist dies dennoch im weiteren Verlauf zu erwarten. Eine Austragung von
Kernmaterial in andere Bereiche kann berücksichtigt werden, wenn dies begründet wird (z.B. bei
Hochdruckversagen des RDB).
Die Verteilung der Kernmaterialien unterhalb des RDB ist nicht gleichmäßig auf der zur Verfügung
stehenden Fläche. Lokale Schichtdicken können den zweifachen Wert der mittleren Schichtdicke
annehmen.
Konstruktiv bedingte besonders hohe Schichtdicken (z.B. in einem Pumpensumpf) sind zu
berücksichtigen.
7.8 KERNMATERIAL-BETON-WECHSELWIRKUNG
7.8.1 Beschreibung
Wenn das auf eine Betonunterlage geratene Kernmaterial nicht kühlbar ist (siehe vorangehender
Abschnitt), wird eine Schmelze-Beton-Wechselwirkung einsetzen. Dabei sind vor allem folgende
Vorgänge von Bedeutung:
−
−
Freisetzung von gasförmigen Erosionsprodukten (CO 2 , CO, Dampf und Wasserstoff), die zum
Druckaufbau beitragen.
Erosion des Fundaments bis zu dessen eventuellem Durchschmelzen.
Die Schmelztemperatur des Betons liegt mit ca. 1575 K (je nach Zusammensetzung) um mehr als
1000 K unter der Schmelztemperatur von reinem Kernbrennstoff und um rund 200 K unter
derjenigen von Stahl /BMF 90, S. 634/. Deswegen würde z.B. Beton schmelzen, auf dem eine
ausreichend heiße aber noch feste Menge an Kernmaterial liegt.
Zur Vermeidung oder Beendigung einer Betonzersetzung genügt es daher nicht, das darüber
liegende Kernmaterial bis zu seinem Erstarrungspunkt abzukühlen, sondern es muss darunter
liegende Temperaturen aufweisen. Eine Anordnung von Kernmaterial, die an ihrem Boden diese
Bedingung erfüllt, ist eine unter Wasser befindliche, dauerhaft nicht ausgetrocknete
Partikelschüttung. Im vorhergehenden Abschnitt ist angegeben, wie diese Kühlbarkeit zu bewerten
ist.
Trotz großer experimenteller und theoretischer Anstrengungen, etwa im Rahmen des MACE
Programms, ist es derzeit äußerst schwierig, das Ausmaß einer einmal begonnenen Schmelze-
Beton Wechselwirkung vorherzusagen und damit die Frage der Fundamentdurchdringung mit
guter Zuverlässigkeit zu beantworten. Zwei Aspekte sind dabei zu bewerten:
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