Broschüre "Kernfusion" - KIT - PL FUSION
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7.3.7. Sicherheit<br />
7.3.7.1. Analyse und Beherrschung von<br />
reaktiven Medien im ITER<br />
Wasserstoff und verschiedene Stäube<br />
sind potentiell reaktionsfähige Medien,<br />
die bei bestimmten hypothetischen<br />
Störfallabläufen in einem Fusionskraftwerk<br />
zu hohen Drücken und<br />
damit zur Gefährdung der Integrität<br />
des Vakuumbehälters und gleichzeitig<br />
zur Mobilisierung und Freisetzung<br />
von Tritium führen könnten.<br />
Wasserstoff kann aus der Reaktion<br />
von heißem Dampf mit Metallen entstehen<br />
oder aus Kryopumpen desorbieren.<br />
Feine Stäube zum Beispiel<br />
aus Kohlenstoff, Beryllium oder<br />
Wolfram werden sich im Laufe des<br />
Betriebes durch Erosion der verschiedenen<br />
Wandmaterialien im Plasmagefäß<br />
ablagern, wobei diese Stäube<br />
auch mit nennenswerten Tritiummengen<br />
beladen sind. Zur rechnerischen<br />
Simulation der Verbrennungsvorgän-<br />
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ge unter Zugrundelegung hypothetischer<br />
Störfälle und der daraus resultierenden<br />
mechanischen Belastungen<br />
von Strukturen führt das Forschungszentrum<br />
umfangreiche theoretische<br />
und experimentelle Untersuchungen<br />
durch.<br />
In einem ersten Schritt wurden im<br />
Sinne einer extrem konservativen<br />
Annahme die Auswirkungen einer<br />
Detonation einer in einem Punkt<br />
innerhalb des Plasmagefäßes konzentrieren<br />
Wasserstoffmenge von 5<br />
Kilogramm berechnet. Die dreidimensionale<br />
Simulation abdeckender<br />
Wasserstoff-Luft-Detonationen im<br />
Plasmagefäß ergab aber Spitzendrücke<br />
und Impulse, die zum Versagen<br />
von Strahlfenstern führen würden<br />
(Abb. 26).<br />
Abb. 26:<br />
Dreidimensionale Simulation einer<br />
postulierten Wasserstoff-Luft-Detonation<br />
in ITER (5 Kilogramm H2, stöchiometrisches<br />
H2-Luft-Gemisch, 2 Millisekunden nach<br />
Zündung, Druckfeld größer als 6,5 bar).<br />
(Grafik: FZK)
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