Bestimmung von Charakteristiken langsamer bis schneller H2-CO-Verbrennung und Ableitung von Risikokriterien

Abstract

Ziel ist die Ausbildung eines/einer Promovierenden auf dem Gebiet der Containmentsicherheit und Verbrennungsmodellierung im Rahmen des KEK-Programms. Bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken kann es zur Freisetzung von großen Mengen an Wasserstoff-Kohlenstoffmonoxid (H2-CO) Gemischen kommen. Aufgrund der weiten Zünd- und Explosionsgrenzen von H2-CO-Luft Gemischen ist die Bildung von zündfähigen Gemischwolken höchst wahrscheinlich. Wird die Flammenbeschleunigung numerisch unterschätzt, kann sich in der Simulation eine langsame Deflagration mit unkritischen Überdrücken einstellen, während die Realität schnelle Flammen bis hin zum Übergang in die Detonation zeigen kann. Zur Verbesserung der Simulationen von H2-CO-Luft-Gemischen besteht jedoch laut einer aktuellen Übersichtsarbeit zu experimentellen Arbeiten, die sich mit reaktorsicherheitsrelevanter Verbrennung beschäftigen ein Mangel an Flammenbeschleunigungsstudien. Wichtige Elemente, die zur frühen Flammenbeschleunigung beitragen wurden, bisher nicht betrachtet und sollen nun in diesem Vorhaben untersucht werden, dazu gehören: (1) Bestimmung von Charakteristiken langsamer bis schneller Verbrennung von CO mit H2 (2) Bereitstellung experimenteller Validierungsdaten zur Modellverbesserung (3) Ableitung von Risikokriterien (Sigma-Kriterium).