Numerische Analyse und Modellierung der Blasen- und Schwarmströmung unter Pool Scrubbing Bedingungen (NAMPS)

Abstract

Das Forschungsprojekt NAMPS untersuchte die hydrodynamischen Vorgänge beim Pool Scrubbing, einem für die Rückhaltung radioaktiver Aerosole unter Stör- und Unfallbedingungen relevanten Prozess. Ziel war es, das Verständnis der Blasen- und Schwarmströmung zu verbessern und wesentliche Einflussgrößen auf den Dekontaminationsfaktor genauer zu beschreiben. Hierzu wurden experimentelle Untersuchungen mit numerischen Simulationen von Einzelblasen, Aerosolpartikeltransport und Schwarmströmungen kombiniert. Die experimentellen Arbeiten erweiterten die Datenbasis zur Blasendynamik und zum Dekontaminationsfaktor unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Aerosolzusammensetzungen. Numerisch wurden Modelle zur Beschreibung der Blasenform, des Partikeltransports innerhalb der Blasen sowie der Verweilzeit von Blasen im Flüssigkeitspool entwickelt und validiert. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein neuer Ansatz zur Modellierung des Dekontaminationsfaktors entwickelt, der die statistischen Verteilungen der Verweilzeiten von Blasen und Aerosolpartikeln berücksichtigt. Die Ergebnisse schaffen damit eine verbesserte physikalisch und statistisch begründete Grundlage für die Modellierung von Pool-Scrubbing-Prozessen und die zukünftige Weiterentwicklung sicherheitstechnischer Analyseverfahren.