| Autor |
Nachricht |
r4thmast3r
Anmeldungsdatum: 13.03.2011
Beiträge: 3
|
 r4thmast3r Verfasst am: 13. März 2011 10:51 Titel: GAU im Atomkraftwerk |
 |
|
Meine Frage:
Ein Atomkraftwerk funktioniert doch so, dass einmal die Kettenreaktion in Gang gesetzt wird und mit der dadurch entstehenden Energie Wasserdampf erzeugt wird, die eine Turbine betreibt. Damit diese Kettenreaktion kontrollierbar bleibt, wird sie steht überwacht und gekühlt. Hab ich das soweit schonmal richtig verstanden?
Falls ja, verstehe ich nicht ganz das Problem, wie es momentan zum Beispiel in Japan herrscht. Es heißt in den Medien die Stromversorgung zum Kühlsystem sei durch das Erdbeben unterbrochen. Der Reaktor wird also immer heißer und der Druck in den Turbinen steigt so hoch, dass man schon überlegt kontaminierten Wasserdampf abzulassen.
Warum schickt man den Dampf denn nicht einfach weiter durch die Turbinen, erzeugt so Strom, und nutzt diesen um das Kühlsystem wieder zu betreiben?
Vielen Dank für eure Antworten
Meine Ideen:
. |
|
 |
TheBartman
Anmeldungsdatum: 09.07.2009
Beiträge: 482
|
| TheBartman Verfasst am: 13. März 2011 11:21 Titel: |
|
|
Wo das Problem im Detail liegt, erfährt man hier ja kaum. Aber man hat ja gesehen, dass das Gebäude in dem der Reaktor stand explodiert ist. Was denkst du, passiert mit Rohleitungen, die zu den Turbinen führen?
Um den Kühlrkreislauf aufrecht zu erhalten, benötigt man intakte Rohrleitungen, genug Wasser im Kreislauf, laufende Pumpen sowie eine Möglichkeit die Wärme irgendwohin los zu werden.
Fällt eines davon flach, hat man ein Problem.
_________________
http://www.ultimatespaceproject.de |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
|
|
TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026
|
| TomS Verfasst am: 13. März 2011 12:52 Titel: |
|
|
Das Problem ist, dass wassergekühlte und -moderierte Reaktoren (wie bei einem Druck- oder Siedewasserreaktor - nicht wie bei einem graphitmoderierten Reaktor in Tschernobyl ) ohne Wasser zwar unterkritisch werden, allerdings noch genügend Restwärme entwickeln, so dass eine Kernschmelze (bei einigen 1000 Grad) eintreten kann. Die Abführung dieser Wärme gelingt nur, wenn genügend viel Wasser sowie funktionierende Umwälzpumpen vorhanden sind. Fällt also dieser Primärkreislauf aus, so kann die Restwärme durch die Luft nicht mehr genügend schnell abgeführt werden.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 13. März 2011 13:29 Titel: |
|
|
Vielleicht wäre an dieser Stelle ein knapper Hinweis zum Unterschied zwischen, salopp gesagt, Fukushima und Tschernobyl angebracht?  |
|
|
TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026
|
| TomS Verfasst am: 13. März 2011 13:43 Titel: |
|
|
Der wesentliche Unterschied ist. m.W.n. dass Tschernobyl graphit-moderiert ist. Graphit hat dabei mehrere unangenehme Eigenschaften:
- es dient nicht gleichzeitig als Kühlmittel
- es kann brennen
- es moderiert besser, wenn es heißer wird
(d.h. der Reaktor wird bei höheren Temeparturen nicht automatisch unterkritisch; beim Verdampfen des Wassers wird ein wasser-moderierter Reaktor dagegen automatisch unterkritisch, d.h.er sollte sich mittelfristig selbst abschalten).
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
|
|
TheBartman
Anmeldungsdatum: 09.07.2009
Beiträge: 482
|
| TheBartman Verfasst am: 13. März 2011 13:56 Titel: |
|
|
| TomS hat Folgendes geschrieben: | | beim Verdampfen des Wassers wird ein wasser-moderierter Reaktor dagegen automatisch unterkritisch, d.h.er sollte sich mittelfristig selbst abschalten). |
Das ist soweit richtig. Das witzige ist aber, das AKW Fukushima IST bereits abgeschaltet. Es "läuft" ja nur noch der Nachzerfall. Das aber so effektiv, dass die Lebenserwartung des Reaktors ohne Wasser eben unterhalb "mittelfristig" liegt.
Wäre aber Graphit vorhanden, hätte man sicherlich noch mehr Probleme.
_________________
http://www.ultimatespaceproject.de |
|
|
TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026
|
| TomS Verfasst am: 13. März 2011 14:22 Titel: |
|
|
Ja, der Reaktor ist unterkritisch, aber damit dennoch noch nicht völlig "ausgeschaltet". Die Reaktionen innerhalb der einzelnen Brennstäbe laufen stark gebremst weiter.
_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
|
|
DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041
|
| DrStupid Verfasst am: 13. März 2011 15:41 Titel: Re: GAU im Atomkraftwerk |
|
|
| r4thmast3r hat Folgendes geschrieben: | | Warum schickt man den Dampf denn nicht einfach weiter durch die Turbinen, erzeugt so Strom, und nutzt diesen um das Kühlsystem wieder zu betreiben? |
Soweit ich weiß wollte man genau das in Tschernobyl ausprobieren und hat die Katastrophe damit überhaupt erst ausgelöst. So einfach scheint das also nicht zu sein. Davon abgesehen wissen wir auch nicht, ob die paar Prozent Nachzerfallswärme bei diesem Kraftwerk ausreichen, um die Turbinen zu betreiben. Der Leistungsspielraum ist ja nicht beliebig groß.
Dann kommt noch hinzu, dass eine Notabschaltung aufgrund eines Erdbebens erfolgt ist. In einem solchen Szenario ist es sinnvoll davon auszugehen, dass es erhebliche Schäden an der Infrastruktur des Kraftwerks gibt und dass man sich deshalb nicht darauf verlassen kann, dass die Turbinen und Generatoren des Kraftwerks noch funktionieren. Deshalb werden sie wohl automatisch komplett abgeschaltet worden sein um zusätzliche Schäden zu vermeiden. Das Ganze dann wieder innerhalb von ein paar Stunden allein mit der Restzerfallswärme wieder anzuwerfen düfte ein Ding der Unmöglichkeit sein. |
|
|
magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
|
| magician4 Verfasst am: 13. März 2011 16:56 Titel: |
|
|
| Zitat: | | Davon abgesehen wissen wir auch nicht, ob die paar Prozent Nachzerfallswärme bei diesem Kraftwerk ausreichen, um die Turbinen zu betreiben. Der Leistungsspielraum ist ja nicht beliebig groß. |
wie man hoert liegt die "initiale abklingleistung" in Fukushima (mal unterstellt die brennstaebe stuenden noch in ihrer original-geometrie...was da aktuell anliegt koennte mithin durchaus hoeher sein) in der groessenordnung von 10 MW
fuer einen reinen kuehlwasser-umtrieb richtung kuehlturm sollte das reichen bei intaktem rohrsystem usw...
..aber gerade letzteres ist ja wohl nicht mehr gegeben
gruss
ingo |
|
|
TheBartman
Anmeldungsdatum: 09.07.2009
Beiträge: 482
|
| TheBartman Verfasst am: 13. März 2011 18:33 Titel: |
|
|
Ich bin mir auch sicher, rein von der Leistung würde die Energiemenge ausreichen um die Kühlung zu betreiben.
Es ist simpel die Frage der örtlichen Infrastruktur, dass das nicht geht.
Tschernobyl hatte noch ganz andere Sorgen. Der Reaktor dort lief wohl "ein bisschen über dem Soll" als er explodierte.
(Hier beschränken sich meine Kenntnisse auf Wikipedia.)
_________________
http://www.ultimatespaceproject.de |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 13. März 2011 21:18 Titel: |
|
|
|
Als Randbemerkung vielleicht noch, daß ein Unterschied die damals fehlende Schutzhülle (Containment) war, welche die Strahlung hätte zurückhalten können. Es gingen rund 5 Prozent des radioaktiven Materials in die Atmosphäre. |
|
|
gästerli
Anmeldungsdatum: 14.03.2011
Beiträge: 7
|
| gästerli Verfasst am: 14. März 2011 20:17 Titel: |
|
|
Weiß jemand denn, welche Mengen von Brennmaterial dort oder klassischerweise zu gleicher Zeit in so einem Reaktor eingesetzt werden?
Die blöden Ventile...
Andererseits finde ich nachträgliche Kühlmaßnahmen mit Wasser ja schon riskant. So etwas soll noch nie "getestet" worden sein... 
Das ist ja eigentlich berechenbar, wieviel Wasser man für wieviel Uran zum Kühlen braucht. Hoffentlich durchdenken die das gut. |
|
|
TheBartman
Anmeldungsdatum: 09.07.2009
Beiträge: 482
|
| TheBartman Verfasst am: 14. März 2011 20:22 Titel: |
|
|
| franz hat Folgendes geschrieben: | | Als Randbemerkung vielleicht noch, daß ein Unterschied die damals fehlende Schutzhülle (Containment) war, welche die Strahlung hätte zurückhalten können. Es gingen rund 5 Prozent des radioaktiven Materials in die Atmosphäre. |
Hier möchte ich vorsichtig wiedersprechen. Meiner Meinung nach hätte ein Containment diesem Event nicht stand gehalten.
_________________
http://www.ultimatespaceproject.de |
|
|
gästerli
Anmeldungsdatum: 14.03.2011
Beiträge: 7
|
| gästerli Verfasst am: 14. März 2011 20:35 Titel: |
|
|
Ich weiß nicht, ob das als Containment zählt, aber bei Tschernobyl wurde ja der Betonmantel zersprengt. Somit wäre vermutlich alles sinnlos gewesen.
(?) |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 14. März 2011 20:36 Titel: |
|
|
|
Stimmt; man kann / sollte hier eigentlich keine unmittelbaren Vergleiche ziehen. [Andere sind da weniger skrupulös.] |
|
|
magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
|
| magician4 Verfasst am: 14. März 2011 20:56 Titel: |
|
|
| gästerli hat Folgendes geschrieben: | | Weiß jemand denn, welche Mengen von Brennmaterial dort oder klassischerweise zu gleicher Zeit in so einem Reaktor eingesetzt werden? |
ja. monentan werden mengen von 50 - 60 tonnen / reaktor genannt, basis sollen MOX sein
| gästerli hat Folgendes geschrieben: |
Das ist ja eigentlich berechenbar, wieviel Wasser man für wieviel Uran zum Kühlen braucht. Hoffentlich durchdenken die das gut. |
man kann das sinnvoll grob ueberschlagen: die abklingleistung liegt in der groessenordnung von 10 MW
verdampfiungsenthalpie und spezifische waermekapazitaet von wasser sind bekannt
kommen (dr. stupid, anderer thread) ~ 5 l wasser / sec raus
gruss
ingo |
|
|
gästerli
Anmeldungsdatum: 14.03.2011
Beiträge: 7
|
| gästerli Verfasst am: 14. März 2011 20:59 Titel: |
|
|
Danke für die Antwort.
| magician4 hat Folgendes geschrieben: |
ja. monentan werden mengen von 50 - 60 tonnen / reaktor genannt, basis sollen MOX sein
|
Ich glaub, mir wird schlecht. |
|
|
magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
|
| magician4 Verfasst am: 14. März 2011 21:04 Titel: |
|
|
| gästerli hat Folgendes geschrieben: | Danke für die Antwort.
| magician4 hat Folgendes geschrieben: |
ja. monentan werden mengen von 50 - 60 tonnen / reaktor genannt, basis sollen MOX sein
|
Ich glaub, mir wird schlecht. |
die haben da noch ne WAA um die ecke... mit 3500 t heissem inventar... und auch dort wurden initial probleme gemeldet....
hat man aber im allgemeinen chaos nix mehr von gehoert . weiss jemand aktuell naeheres? |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 15. März 2011 21:12 Titel: |
|
|
| magician4 hat Folgendes geschrieben: |
die haben da noch ne WAA um die ecke... |
Ich denke, du meinst da die Wiederaufbereitungsanlage Rokkasho, die ist im Norden der Insel Honshu.
Wikipedia deutsch zum Stand 11.März:
http://de.wikipedia.org/wiki/Wiederaufbereitungsanlage_Rokkasho
| Zitat: |
Am 11. März 2011 musste die Anlage aufgrund des schweren Tōhoku-Erdbebens 2011 seine Stromversorgung auf dieselbetriebene Notstromaggregate umstellen. Nach Aussage von Experten seien die Aggregate „nicht darauf ausgelegt, langfristig zu laufen“
|
Wikipedia englisch zum Stand 13. März:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rokkasho_Reprocessing_Plant
| Zitat: |
Japanese radio reported on March 13 that 600 liters of water leaked at the Rokkasho spent fuel pool.
|
Eine Quelle zum Stand von heute morgen, 15. März:
http://www.shortnews.de/id/882229/So-ist-der-Zustand-der-anderen-vier-beschaedigten-Atomanlagen-in-Japan
| Zitat: |
Von Rokkasho ganz im Norden von Honsu, wo 3.000 Tonnen abgebrannter hochradioaktiver Brennstoff gelagert ist, der auch gekühlt werden muss, ist außer von einem womöglichen Leck noch keine gesicherte Erkenntnis vorhanden. Allerdings muss dort auch mit Diesel-Notstrom gearbeitet werden.
|
|
|
|
magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
|
| magician4 Verfasst am: 15. März 2011 21:37 Titel: |
|
|
danke markus...
und: hoffentlich geht zumindest dieser kelch an uns vorueber....
gruss
ingo |
|
|
planck1858
Anmeldungsdatum: 06.09.2008
Beiträge: 4542
Wohnort: Nrw
|
| planck1858 Verfasst am: 15. März 2011 21:47 Titel: |
|
|
Das hoffe ich auch! 
_________________
Die Naturwissenschaft braucht der Mensch zum Erkennen, den Glauben zum Handeln. (Max Planck)
"I had a slogan. The vacum is empty. It weighs nothing because there's nothing there. (Richard Feynman) |
|
|
kern
Gast
|
| kern Verfasst am: 16. März 2011 08:11 Titel: |
|
|
In Tschernobyl wurden alle Sicherheitssystem für ein Test absichtlich abgeschaltet. Anschließend wurden vorgegebene Grenzen für Test um mehr 20 fache überschritten. Erst dann wurde Reaktor instabil.
Exakte Grund blieb unklar, heute spekuliert man zwischen Bedingungsfehler, technischem Defekt oder Absicht(zwecks Lob seitens kommunistischer Regierung für erhöhte Abeitsleitung/erfolge, wie es dort damals üblich war).
Jetzt hört mal die Aussage vom "Experten" dazu(ab 4:30):
youtube.com/watch?v=hbm176B-FsM
Da wird man sprachlos... |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 16. März 2011 10:04 Titel: |
|
|
|
Der von mir losgetretene Vergleich war vermutlich keine so gute Idee. Auch dieses Thema ist recht komplex und wäre separat vielleicht besser aufgehoben? [Ganz nebenbei: Andere Kraftwerke dieses Typs laufen meines Wissens weiter ... ] mfG |
|
|
Evi_Klasse13
Gast
|
| Evi_Klasse13 Verfasst am: 24. März 2011 18:58 Titel: |
|
|
| magician4 hat Folgendes geschrieben: |
man kann das sinnvoll grob ueberschlagen: die abklingleistung liegt in der groessenordnung von 10 MW
verdampfiungsenthalpie und spezifische waermekapazitaet von wasser sind bekannt
kommen (dr. stupid, anderer thread) ~ 5 l wasser / sec raus
ingo |
Kannst du den anderen Thread verlinken? Mich würde interessieren, wie man das genau berechnet. |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 24. März 2011 20:39 Titel: |
|
|
Was ich dort im anderen Thread abschätzend gerechnet habe
http://www.physikerboard.de/ptopic,133857,verdampfungsw%E4rme.html#133857
kann ich auch einfach nochmal hier aufschreiben (Das ist eine sehr kurze und einfache Rechnung):
Die Brennstäbe so eines Reaktors erzeugen an Nachwärme eine Größenordnung von 10 MW Wärmeleistung (sobald die ersten paar Stunden nach dem Einfahren der Kontrollstäbe vorbei sind). Siehe
http://mitnse.com/2011/03/16/what-is-decay-heat/
Um einen Liter (= 1 Kilogramm) Wasser zu verdampfen, braucht man ungefähr 2 MJ Energie pro Kilogramm Wasser.
Also braucht man, um die Nachwärme so eines Reaktors durch Verdampfen von Wasser abzuführen, ungefähr
10 MW / (2 MJ/Liter) = 5 Liter / s
also ungefähr 5 Liter Wasser pro Sekunde. |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 24. März 2011 22:43 Titel: |
|
|
Das technische Problem der bisherigen Reaktor - Notkühlung (wenn richtig verstanden) dürfte sein, mit dem Kühlwasser thermisch an die Nachzerfallswärme / Brennstäbe heranzukommen und wenige Dampf abzulassen. Die neueren Nachrichten dazu lesen sich vorsichtig - optimistisch.
Zuletzt bearbeitet von franz am 25. März 2011 15:49, insgesamt 2-mal bearbeitet |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 24. März 2011 23:43 Titel: |
|
|
Einverstanden, es geht bei denen darum, Kühlwasser reinzufüllen, aber nicht so schnell, dass dabei so schnell Wasserdampf entsteht, dass der Druck dadurch zu sehr ansteigt (denn Dampfablassen vermeidet man gerne, wenn man es sich leisten kann). Also um die Temperatur zu senken, ohne dass der Druck zwischendurch zu hoch wird.
Meine Abschätzrechnung für die Größenordnung der reinzufüllenden Wassermengen lag offenbar ziemlich gut, eben habe ich konkrete Zahlen für Reaktor Daiichi 1 von heute gesehen:
http://www.grs.de/informationen-zur-lage-den-japanischen-kernkraftwerken-fukushima-onagawa-und-tokai
| Zitat: |
Fukushima Daiichi
Block 1
TEPCO verringerte die Einspeiserate in den RDB ab 09:00 Uhr (24.03.2011) von 18 m3/h auf 11 m³/h, weil es durch das vermehrt eingespeiste Kühlmittel zu einem Druckanstieg im Containment gekommen ist (24.03.2011, 11:30 Uhr, JAIF).
|
RDB = Reaktordruckbehälter
Die dabei erwähnten Werte sind
18m^3/h = 5 Liter / Sekunde
11m^3/h = 3 Liter / Sekunde
also genau die oben abgeschätzte Größenordnung, um die erzeugte Nachzerfallswärmeleistung abzuführen.
Hintergrund: In den letzten Tagen füllte man ständig Meerwasser in den Reaktor Daiichi 1 ein.
Nun, da der Reaktor 1 wieder Strom hat, kann man mehr Messgeräte ablesen und Pumpsysteme in Betrieb nehmen. Man speiste zusätzlich über die Speisewasserleitung Wasser ein, seit 23.3. ab 02:33 Uhr insgesamt mit einer erhöhten Rate von 18 m^3/h. Der dadurch schneller entstehende Wasserdampf erhöhte den Druck im Reaktor. Daher verringerte man die Einspeiserate, wie oben schon zitiert, am 24.03. um 9:00 Uhr auf 11 m^3/h
Dampf ablassen, um den Druck zu vermindern, vermeidet man gerne, wenn es nicht nötig ist. Denn zum einen ist es dabei wohl schwieriger, den Kühlwasserstand stabil zu halten, als ohne Dampfablassen. Und zum anderen möchte man ja wenn möglich vermeiden, dass dabei jeweils etwas Radioaktivität freigesetzt wird. (Was bei mittlerweile mehr angeschmolzenen Brennstäben etwas mehr sein dürfte als bei den ersten Dampfablassmanövern, die es vor einigen Tagen ja gegeben hatte).
-------------
Eine genauere und aktuellere Version der Abschätzrechnung von oben für den Reaktor Daiichi 1 ist mit den aktuellen Daten:
Nachzerfallswärmeleistung heute: knapp 6 MW
(siehe Tabelle in
http://mitnse.com/2011/03/16/what-is-decay-heat/ )
Verdampfungswärme von Wasser : rund 2 MJ/Liter
Damit erforderliche Wasserzufuhr : rund 3 Liter pro Sekunde.
-----------------------------
Die oben eben zitierte Reduktion von 5 Litern pro Sekunde auf 3 Liter pro Sekunde heißt also, dass man bei 5 Litern pro Sekunde die Temperatur senkt (dabei allerdings schneller Dampf erzeugt), und dass man mit rund 3 Litern pro Sekunde wohl so etwa mindestens die Temperatur hält (während weniger Dampf erzeugt wird). |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
