Simulation experiments on the spreading behaviour of core melts: KATS-5 (1-dim spreading of an oxidic melt into a dry channel)

Simulationsexperimente zum Ausbreitungsverhalten von Kernschmelzen: KATS-5 (1-dim Ausbreiten einer oxidischen Schmelze in einen trockenen Kanal) Für zukünftige Leichtwasserreaktor-Kraftwerke werden spezielle Einbauten (Kernfänger) erforderlich sein, um das Containment-Versagen infolge von Erosion des Fundamentes bei einem Kernschmelzunfall zu verhindern. Die geschmolzenen Kernmassen sollen möglichst schnell in einen festen Zustand übergeführt werden, um die Freisetzung von radioaktivem Material zu reduzieren. Einige der vorgeschlagenen Kernfängerkonzepte, insbesondere auch für den EPR (European Pressurized Reactor), beruhen auf dem Prinzip, die geschmolzenen Kernmassen auf ebenen Flächen zu verteilen und anschließend mit Wasser zu kühlen. Es wurde deshalb eine Serie von Experimenten durchgeführt, um das Ausbreiten von Schmelzen mit hoher Temperatur auf ebenen Flächen zu untersuchen. Dabei wurde als Simulationsmaterial eine Thermitschmelze aus Aluminiumoxid und Eisen verwendet. Die oxidischen und metallischen Komponenten werden dabei getrennt und auf verschiedene Ausbreitungsflächen geleitet. Der Einfluß niedriger Wasserschichten auf den Flächen auf den Ausbreitungsprozeß wurde ebenfalls untersucht. In KATS-5 wurde die Ausbreitung einer oxidischen Schmelze in einen eindimensionalen trockenen Kanal untersucht. Was die metallische Eisenschmelze betrifft, so lag das Interesse nicht am Ausbreitungsverhalten, sondern am nachfolgenden Fluten der Schmelzenoberfläche mit Wasser. Dieser Test wird in einem späteren Bericht beschrieben werden, der sich mit weiteren Flutungs-Tests beschäftigen wird