Qucosa – Hemholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
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Beiträge zur Validierung fortgeschrittener Störfallanalysecodes mit 3D Neutronenkinetik - WTZ mit der Ukraine
Get PDFIm Rahmen eines vom BMBF/BMWi geförderten WTZ-Vorhabens wurde der ukrainischen Aufsichtsbehörde der Programmkomplex ATHLET-DYN3D verfügbar gemacht, welcher eine Anbindung des im FZR entwickelten 3D Kernmodells DYN3D an den thermohydraulischen Systemcode ATHLET der GRS darstellt. Zur Validierung dieses gekoppelten Programmcodes wurde eine Meßdatensammlung angelegt, die entsprechend erarbeiteter Richtlinien Daten von geeigneten Betriebstransienten bereitstellt. Für zwei ausgewählte Transienten wurden Validierungsrechnungen durchgeführt. Dabei wurden die Ergebnisse mit den Meßwerten aus der Datensammlung verglichen. Der Programmcode DYN3D wurde von den ukrainischen Experten mit einer Ergänzung zur Berechnung von Reaktivitätskoeffizienten im Funktionsumfang erweitert. Diese Programmentwicklung ermöglicht es, den Einfluß der einzelnen Reaktivitätskoeffizienten bei verschiedenen Betriebsprozessen bzw. Störungen zu untersuchen
Influence of Humic Acids on the Migration Behavior of Radioactive and Non-Radioactive Substances Under Conditions Close to Nature -Synthesis, Radiometric Determination of Functional Groups, Complexation-: Influence of Humic Acids on the Migration Behavior of Radioactive and Non-Radioactive Substances Under Conditions Close to Nature -Synthesis, Radiometric Determination of Functional Groups, Complexation-
Get PDFThe interaction behavior of humic acids with uranium(VI) and the influence of humic substances on the migration behavior of uranium was investigated. A main focus of this work was the synthesis of four different humic acid model substances and their characterization and comparison to the natural humic acid from Aldrich. A radiometric method for the determination of humic acid functional groups was applied in addition to conventional methods for the determination of the functionality of humic acids. The humic acid model substances show functional and structural properties comparable to natural humic acids. Modified humic acids with blocked phenolic OH were synthesized to determine the influence of phenolic OH groups on the complexation behavior of humic acids. A synthesis method for 14C-labeled humic acids with high specific activity was developed. The complexation behavior of synthetic and natural humic acids with uranium(VI) was investigated by X-ray absorption spectroscopy, laser-induced fluorescence spectroscopy and FTIR spectroscopy. The synthetic model substances show an interaction behavior with uranium(VI) that is comparable to natural humic acids. This points to the fact that the synthetic humic acids simulate the functionality of their natural analogues very well. For the first time the influence of phenolic OH groups on the complexation behavior of humic acids was investigated by applying a modified humic acid with blocked phenolic OH groups. The formation of a uranyl hydroxy humate complex was identified by laserspectroscopic investigations of the complexation of Aldrich humic acid with uranium(VI)at pH 7. The migration behavior of uranium in a sandy aquifer system rich in humic substances was investigated in column experiments. A part of uranium migrates non-retarded through the sediment, bound to humic colloids. The uranium migration behavior is strongly influenced by the kinetically controlled interaction processes of uranium with the humic colloids. The influence of humic acids on the sorption of uranium(VI) onto phyllite was investigated in batch experiments using two different humic acids. The uranium(VI) sorption onto the rock phyllite is influenced by the pH-dependent sorption behavior of the humic acids
Modelle zur Bestimmung der Relativbewegung der Phasen in einer Zweiphasenstroemung - Stand der Technik
Get PDFFür zahlreiche technische Prozesse ist die Kenntnis des Schlupfes bzw. des Drift-Fluxes in Zweiphasenströmungen notwendig. Beispiele sind die Bestimmung der Druckverluste sowie der Wärme- und Stoffübertragungsvorgänge in Verdampfern oder Kondensatoren, der Phasenverweilzeit in chemischen Reaktoren sowie der Moderatorwirkung des zweiphasigen Kühlmittels innerhalb des Kerns eines Siedewasserreaktors
Methodische Grundlagen für die Tomographie durch gefilterte Rückprojektion an einer Axialpumpe
Get PDFEin zweiphasiges, aus einer gashaltigen Flüssigkeit bestehendes Medium wird in einer Axialpumpe von einem propellerartigen Laufrad senkrecht zur Drehachse die ses Laufrades transportiert. Die Wechselwirkung zwischen der Gasphase und dem Laufrad soll unter Verwendung von Gamma-Strahlung mittels Tomographie unter sucht werden. Dabei ist für die Rekonstruktion des Objektbildes das Prinzip der so genannten gefilterten Rückprojektion vorgesehen. Die methodischen Grundlagen für die Nutzung dieses Prinzips unter den vorgesehenen geometrischen und meßtech nischen Bedingungen sind Gegenstand dieser Arbeit
41 Jahre Betrieb des Rossendorfer Zyklotrons U-120: Eine Bildersammlung
Get PDFDas Rossendorfer Zyklotron ist ein \"klassisches\" Zyklotron mit 120 cm Polschuhdurchmesser. Als klassisches Zyklotron verfügt es über ein rotationssymmetrisches Magnetfeld. Mit der in radialer Richtung abfallenden Magnetfeldstärke wir die \"weiche\" Fokussierung erreicht.
Zunächst wurde das zyklotron für die kernphysikalische Grundlagenforschung genutzt. Später überwogen die Herstellung von Radionukliden, die Neutronenerzeugung für medizinische und radiochemische Anwendungen sowie spezielle Dünnschichtaktivierungen für die Verschleißforschung.
Die Betriebszeit des Zyklotrons erstreckte sich über einen zeitraum von 41 Jahren, von August 1958 bis Dezember 1999
Bewertung der Genauigkeit eines Gittersensors zur Visualisierung einer Zweiphasenströmung durch Vergleich mit optischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen
Get PDFIn der Energie- und der Verfahrenstechnik spielen Zweiphasenströmungen eine wichtige Rolle. Sie treten in Rohrleitungen und Apparaten auf, und beeinflussen dort chemische Reaktionen, sowie Wärme- und Stoffübergänge. Um die komplexen Vorgänge in den Zweiphasenströmungen modellieren zu können, bedarf es der Ergebnisse umfangreicher Experimente. Zur Ermittlung der charakterisierenden Parameter einer Zweiphasenströmung, wie die Phasenverteilung und die Strömungsgeschwindigkeiten, ist eine Messtechnik notwendig, die eine räumlich und zeitlich hochaufgelöste Visualisierung der Strömung ermöglicht. Für diese Aufgabe eignen sich bspw. konduktive Messverfahren. Im Institut für Sicherheitsforschung des FZ Rossendorf wurde in den vergangenen Jahren ein Gittersensor zur Untersuchung von Zweiphasenströmungen entwickelt. Dieser basiert auf der Messung der momentanen lokalen elektrischen Leitfähigkeit des Zweiphasengemischs. Er ermöglicht eine hochaufgelöste Visualisierung der Strömung. Bei einer Reihe unterschiedlicher Experimente wurde die Anwendbarkeit des Gittersensors zur Ermittlung der Phasenverteilung in einer Zweiphasenströmung nachgewiesen. In dieser Arbeit soll die Genauigkeit des Gittersensors bei der Ermittlung von Blasengrößen untersucht werden. Dafür wurde ein Plexiglaskanal angefertigt, in den die Elektroden des Sensors direkt eingebaut wurden. Da es nicht möglich war, für einen Vergleich in der Kanalströmung einzelne Blasen mit einem definierten Volumen zu erzeugen, wurde die Bewegung der Blasen in diesem Kanal mit einer Hochgeschwindigkeits-Videoeinrichtung erfasst. Mit beiden Verfahren wurden synchron Messungen bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten und mit verschiedenen Blasenvolumen durchgeführt. Mit Hilfe von Rechnerprogrammen wurden aus den Kamerabildern die Durchmesser der Blasen bestimmt und daraus die Volumen berechnet. Damit konnten die ermittelten Blasenvolumen des Gittersensors mit denen der Kameraaufnahmen verglichen werden. Dieser Vergleich ließ qualitative und teilweise quantitative Aussagen über die Genauigkeit des Gittersensors zu
Ermittlung zähbruchmechanischer Kennwerte unter schlagartiger Belastung mittels Schallemission
Get PDFGegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Weiterentwicklung von Verfahren zur Ermittlung der Rißeinleitungszähigkeit (Jid) unter schlagartigen Belastungsbedingungen. Als Indikationsmethode für die duktile Rißinitiierung wurde die Messung der unter Beanspruchung im Werkstoff freigesetzten elastischen Energie - der Schallemission (SE) - genutzt. Die Eignung dieser Methode wurde im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch an modifizierten ISO-V-Proben geprüft. Als zuverlässige Basis für eine Beurteilung der damit bestimmten Kennwerte wird die physikalische Rißinitiierungszähigkeit angesehen. Dieser Referenzwert wird in Verbindung mit der Messung der Stretchzonenbreite aus der nach der Mehrpro-ben-Spaltbruchmethode ermittelten Rißwiderstandskurve gewonnen. Die Bestimmung des SE-definierten Initiierungswertes wurde mit zusätzlichen dynamischen Einprobenverfahren (Laser-COD, magnetische Emission) und ergänzenden Versuchsanordnungen (invertiertes Pendelschlagwerk, dynamischer Dreipunktbiegeversuch) verifiziert. Die Untersuchungen wurden an Stählen mit unterschiedlichen Festigkeits-Zähigkeitseigenschaften durchgeführt. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: # Nach dem Aufprall des Hammers führen die rasch wechselnden Kontaktbedingungen zwischen Finne, Probe und Widerlager zu "schlagbedingter" SE, die frequenzselektiv nicht eliminiert werden kann. Geringfügige Änderungen der Kontaktgeometrie beeinflussen die schlagbedingte SE. # Unabhängig von der verwendeten Versuchsanordnung (normal, invertiert) wurden grundsätzlich vergleichbare SE-Signale erhalten. # Neben der schlagbedingten SE lassen sich reproduzierbar SE-Ereignisse nachweisen, die mit Verformungs- und Bruchprozessen im Werkstoff in Verbindung stehen. Bei prellfreier Belastung konnten solche SE-Ereignisse im Streckgrenzenbereich nachgewiesen werden. # Vor dem Kraftmaximum treten "rißbedingte" SE-Ereignisse auf, die im Zusammenhang mit der Schädigungsentwicklung vor der Rißspitze stehen. Die damit definierte Rißinitiierungszähigkeit stimmt gut mit dem nach der Mehrproben-Technik bestimmten Referenzwert überein. # Rißbedingte SE tritt nicht bei jedem Stahltyp oder -zustand mit gleicher Evidenz auf. Tendenziell zeigte sich, daß mit zunehmender Zähigkeit der Nachweis duktiler Rißinitiierung durch SE schwieriger wird. Der kausale Zusammenhang zwischen SE und mikrostruktureller Schädigung ist nicht eindeutig zu belegen. # Auf der Grundlage der Ergebnisse können Kriterien zur automatisierbaren SE-Auswertung definiert werden. Der durch rißbedingte SE definierte Zähigkeitsparameter wurde mit der physikalischen Rißinitiierungszähigkeit verifiziert. Obgleich die riß- von der schlagbedingten SE nicht immer ohne Ermessensspielraum zu trennen ist, werden plausible und im Vergleich zu technischen Parametern konservative Jid-Werte bestimmt
Unterstützung der ukrainischen Aufsichtsbehörde bei der Einrichtung einer verbesserten betrieblichen Überwachung für das gesamte KKW Saporoshje
Get PDFDas Mitte der 90er Jahre im KKW Saporoshje als Pilotprojekt für den 5. Block eingerichtete System zur verbesserten betrieblichen Überwachung wurde auf alle 6 Blöcke erweitert und mittels moderner Kommunikationstechnik an das Informations- und Krisenzentrum der ukrainischen Aufsichtsbehörde in Kiew angeschlossen. Die zur Komplettierung des Rechnernetzes am Standort benötigten aktiven Komponenten wurden einvernehmlich spezifiziert, in Deutschland beschafft, im notwendigen Umfang erprobt, in die Ukraine überführt und dem Partner am Einsatzort unentgeltlich überlassen. Nach der entsprechenden Erweiterung der Software für die Informationsverarbeitung, -übertragung und -bewertung können von jedem der sechs WWER-1000 Blöcke 159 sicherheitsrelevante betriebliche und 25 radiologische Messwerte kontinuierlich erfasst, vor Ort in Form von Tabellen, Grafiken und Schemata online dargestellt und bewertet sowie nach Kiew übertragen werden. Damit steht im Informations- und Krisenzentrum in Kiew der gleiche Informationsumfang für Überwachungszwecke zur Verfügung
Metallographic Post Test Investigations for the Scaled Core-Meltdown-Experiments FOREVER-1 and -2
Get PDFFOREVER (Failure Of Reactor Vessel Rentention) experiments has been carried out in order to simulate the behaviour the lower head of a reactor pressure vessel under the conditions of a depressurized core melt down scenario. In particular the creep behaviour and the vessel failure mode have been investigated. Metallographic post test investigations have complemented the experimental programme. Samples of different height positions of the vessel of the FOREVER-C1 and -C2 experiments were metallographically examined and characteristic microstructural appearances were identified. Additionally samples with uneffected microstructure were annealed at different temperatures and cooled by different rates and afterwards investigated. In this way the microstructural effects of the temperature regime, the thermo-mechanical loads and the environmental attack could be characterized. Remarkable effects were characteristic for the FOREVER-C2 experiment where the highest-loaded region below the welding joint reached temperatures of approx. 1100°C and a strong creep damage occured. In the FOREVER-C1 experiment creep damage could not be observed and the maximum temperature did not exceed 900°C. Environmental attack generated decarburization and oxidation but the effect was restricted to a narrow surface layer. There was almost no chemical interaction between the oxidic melt and the vessel material
Local and integral ultrasonic gauges for two-phase flow instrumentation in nuclear reactor and safety technology
Get PDFDas vorliegende Projekt wurde im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung zwischen dem Forschungszentrum Rossendorf (FZR) und der wissenschaftlichen Gruppe von Prof. Melnikon von der Technischen Universität Nishny Novgorod (TUNN) der Russischen Föderation durchgeführt. Es ist Teil des Wissenschaftsunterstützungsprogramms / FSU der Bundesregierung im Rahmen der Beratungshilfe für den Aufbau von Demokratie und sozialer Marktwirtschaft (TRANSFORM). Neue Methoden der Instrumentierung für Zweiphasenströmungen wurden entwickelt: Ultraschall-Wellenleitersonden können zur lokalen Gas- bzw. Dampfgehaltsmessung eingesetzt werden. Der neue Ultraschall-Gittersensor erlaubt eine Visualisierung der Zweiphasenströmung mit ca. 250 Bildern/Sekunde. Sowohl die lokalen Sonden als auch der Ultraschall-Gittersensor können erfolgreich unter den Bedingungen von Wasser-Dampf-Gemisch bei hohem Druck und hoher Temperatur, sowie in anderen Fluiden, wie organischen Flüssigkeiten und Kältemitteln, eingesetzt werden. Darüber hinaus wurden berührungslos arbeitende Wellenleitersonden für die Durchschallung von Rohrleitungen und Dichtesensoren, die auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in Wellenleitern beruhen, die sich im Messmedium befinden, entwickelt und getestet. Bei dem gegenwärtigen Stand der Entwicklung können die berührungslosen Sensoren lediglich als qualitativer Nachweis von Gas in einer Flüssigkeitsströmung dienen. Die Funktion der Dichtesensoren wurde anhand von Messungen in verschiedenen einphasigen Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte demonstriert. Für einen praktischen Einsatz ist die weitere Verbesserung der elektronischen Signalerfassung erforderlich. Die hauptsächliche Innovation wird durch den Ultraschall-Gittersensor verkörpert, dessen Auflösung mit der von schnellen elektrischen Gittersensoren und ultraschnellen Röntgentomographen vergleichbar ist, während das Gerät selbst sehr robust und preiswert ist