Diskussion:Reaktivität (Kerntechnik)
Defekter Weblink
Bearbeiten| Der folgende Weblink wurde von einem Bot („GiftBot“) als nicht erreichbar erkannt. |
|---|
|
- http://www.kta-gs.de/d/regeln/3100/3104n.pdf
- Vielleicht ist eine archivierte Version geeignet: archive.org
- Artikel mit gleicher URL: 782156 8531572 (aktuell)
Reaktivitätsstörfall durch Kühlmittelverlust
BearbeitenEine gefährliche Reaktivitätserhöhung kann aber auch als Folge beispielsweise eines Kühlmittelverluststörfalls auftreten.
Der Satz sollte mit einer Erläuterung ergänzt werden, bei welchen Reaktorkonzepten dies zutrifft, siehe Dampfblasenkoeffizient. Bei Leichtwasserreaktoren würde ich vermuten, dass beim Verlust des moderierenden Kühlmittels die Reaktivität kleiner wird.--Gunnar (Diskussion) 21:04, 17. Jan. 2019 (CET)
- Ja, Leichtwasserreaktoren werden "untermoderiert" ausgelegt, d.h. ein Moderatorverlust senkt die Reaktivität. Indirekt kann ein anfänglicher Kühlmittelverlust trotzdem z.B durch Überhitzung zu Geometrieänderungen führen, die dann lokal Überkritikalität zur Folge haben -- Extremfall Kernschmelze.
- Der Satz im Artikel soll darauf hinweisen, dass das Wort Reaktivitätsstörfall eben die R.-Erhöhung als Unfallursache meint. --UvM (Diskussion) 15:58, 21. Jan. 2019 (CET)
Reaktivitätsstörfall ist eine allgemeine Bezeichnung für Reaktorstörfälle, deren auslösendes Ereignis eine ungewollte oder leichtfertig herbeigeführte Reaktivitätserhöhung ist. Eine gefährliche Reaktivitätserhöhung kann aber auch als Folge anders ausgelöster Störungen auftreten.
Die Formulierung "anders ausgelöste Störung" lässt mehr Fragen offen, als sie beantwortet. Das ist meiner Meinung nach zu unkonkret. Entweder wir gehen zurück zum konkreten Kühlmittelverlust (Leichtwasser) in graphitmoderierten Reaktoren, der ja vermutlich auch der Grund für die zweite Explosion in Tschernobyl war, oder erläutern allgemeiner, dass die Reaktivitätsänderung indirekt im Rahmen einer Fehlerkaskade [1] entstanden ist, also nicht direkt durch das Bewegen von Steuerstäben wie beim SL-1-Reaktor oder dem fehlgeschlagenen Refuelling-Manöver in der Chasma-Bucht. --Gunnar (Diskussion) 09:44, 30. Apr. 2020 (CEST)
- Wieso lässt die Formulierung Fragen offen? "Anders" ausgelöst heißt einfach, die Reaktivitätszufuhr ist nicht Auslöser des Störfalls. Der Satz soll die Terminologie klarstellen: einen "Reaktivitätsstörfall durch Kühlmittelverlust" gibt es nach dieser Sprachregelung eben gerade nicht. So ist m.W. der Sprachgebrauch der Reaktorsicherheitsfachleute. --UvM (Diskussion) 09:59, 30. Apr. 2020 (CEST)
- Das "eben gerade nicht" hat in der Formulierung gefehlt. Dies habe ich als Differentialdiagnose ergänzt: also zuerst den Satz zum Reaktivitätsstörfall incl. des Tschernobyl-Beispiels und dann die Abgrenzung, was nicht mehr als Reaktivitätsstörfall zählt. --Gunnar (Diskussion) 12:16, 1. Mai 2020 (CEST)
- Ich bin noch auf der Suche nach (denkbaren) Beispielen, bei denen die Reaktivitätserhöhung nicht als Reaktivitätsstörfall zählt. Denkbar deswegen, weil die mir eingefallenen Fälle alle als Reaktivitätsstörfall zählen. Bei Tschernobyl gab es ja zwei Explosionen, bei der die erste wohl durch die Leistungsexkursion aufgrund des ungünstigen Steuerstabaufbaus passierte und dann in einer Dampfexplosion die Druckröhren nachgaben. Das Wasser ist dann wohl schnell verdampft und man vermutet, dass die zweite Explosion eine kleine überkritische Kernreaktion war. Wenn also nicht schon der erste Schritt eindeutig ein Reaktivitätsstörfall gewesen wäre, dann hätte man die zweite Explosion nicht als Reaktivitätsstörfall sondern als Kühlmittelverluststörfall einsortiert, richtig? Wenn also bei einem graphitmoderierten Leichtwasserreaktor (10 Stück sind noch in Betrieb: "the effect on reactivity of a total loss of coolant was -2 beta for a fresh fuel load and +(4-5) beta for the steady state refuelling regime" aus dem INSAG-7 Report) aus was für Gründen etliche Röhren gleichzeitig platzen, dann könnte die Reaktivität unkontrolliert ansteigen. Welche Szenarien sind auch noch denkbar, bei denen eine zerstörerische Reaktivitätserhöhung nicht als Reaktivitätsstörfall klassizifizert wird? --Gunnar (Diskussion) 19:28, 1. Mai 2020 (CEST)
- Die zweite Tschernobyl-Überkritikalität ist ein gutes Beispiel (nebenbei: waren die Röhren geplatzt, oder nur das Wasser verdampft?) Nicht der Kühlungsverlust verursachte die Reaktivitätszufuhr, sondern der Wegfall des Wassers als Neutronenabsorber. Dadurch kamen mehr von den im Graphit verlangsamten Neutronen zurück zum Brennelement. -- In schnellen Reaktoren, oder allgemein bei positivem Kühlmittelverlustkoeffizienten, führt der Kühlmittelverlust unmittelbar zur Reaktivitätserhöhung. (Der Koeffizient ist auch beim RBMK positiv -- aber aus dem erwähnten Grund passt der Begriff "Kühlmittel"verlust hier logisch nicht so ganz.) --UvM (Diskussion) 15:14, 2. Mai 2020 (CEST)
- Warum passt der Begriff Kühlmittelverlust nicht? Das Hydrogendioxid ist doch ein Kühlmittel, wenn auch mit schwachen Absorberqualitäten. Ein RBMK-Siedwasserreaktor arbeitet bei ca. 550 K und 70 bar. Die Zufuhr von zuviel Reaktivität aufgrund des Designfehlers bei den Steuerstäben ist im unteren Reaktorbereich passiert, also wo das Wasser im Normalbetrieb noch komplett flüssig ist. Wir haben ja noch keine Reaktorkonzepte mit überkritischem Wasser, also wird die Energieaufnahme durch das Wasser mit einem Wechsel des Aggregatszustands einhergehen. "One of the problems of pressure tube type reactors which was widely discussed after the Chernobyl accident is the possibility of a simultaneous rupture of a large number of fuel channels. The existing steam dump system for the reactor space is designed to cope with the steam discharge from a simultaneous rupture of two channels, the probability of such an event being low" (S. 128, INSAG-7)
- Man hat sich in der Auslegung offenbar nur Gedanken gemacht, wie man den Dampf schnell los wird, damit einem nicht das Reaktor(ohnedruck)gefäß um die Ohren fliegt. Dass durch ein großes Leck bzw. einen Druckabfall sich zügig das Wasser verdünnisiert und man ein Reaktivitätsproblem bekommt, hatte man wohl so nicht auf dem Schirm. Das finde ich nach wie vor beunruhigend, weil trotz der Nachrüstoptionen an RBMK-Reaktoren die Eigenschaft bestehen bleibt, dass wenn es gelingt das Wasser "wegzuzaubern" einige beta in wenigen Sekunden dazukommen. Murphy lässt grüßen, wenn ein Druckschlag (keine Ahnung wo der herkommen sollte, aber die Realität ist erfinderisch) etliche korrodierte Rohre gleichzeitig zum Bersten bringt, dann könnte ein RBMK-Reaktor trotz der Tschernobylerfahrungen noch mal durchgehen. --Gunnar (Diskussion) 19:53, 2. Mai 2020 (CEST)
Anschaulichkeit
BearbeitenGegenüber dem Multiplikationsfaktor hat die Reaktivität den Vorteil, dass sie näherungsweise additiv und damit die anschaulichere Größe ist.
Diese Aussage zur Additivität der Hyperbeltransformation habe ich noch nicht so ganz verstanden. Ich nehme hier bewusst hohe (unrealistische) Werte, um den Effekt zu veranschaulichen: Ein Maßnahme fängt 10% der Neutronen ab, wodurch sich der Multiplikationsfaktor von a) 2 auf 1,8; b) 1,11 auf 1,0; c) 1,0 auf 0,9; d) 0,5 auf 0,45; verringert. Die Reaktivität ändert sich somit von a) 0,5 auf 0,44; b) 0,10 auf 0, c) 0 auf -0,11 d) -1 auf -1,22. Somit ist die additive Eigenschaft nur in der Nähe des Arbeitspunktes ρ = 0 gegeben - aber ist das nicht auch beim Multiplikationsfaktor um k=1 der Fall? Worin besteht also der Vorteil, mit ρ zu rechnen und nicht direkt mit k, ausser dass sich der Arbeitspunkt von 1 nach 0 verschiebt? --Gunnar (Diskussion) 12:38, 9. Apr. 2020 (CEST)
- Hier [2] wird neben der Hyperbelgleichung ρ=1-1/k auch noch eine Alternative zur Berechnung der Reaktivität vorgestellt: ρ=ln(k). Ein Logarithmus ist für mich bei exponentiellem Wachstum durchaus mathematisch sinnvoll, e^(ln(k)*t/T) = k^(t/T) - auch wenn ln und 1/x nur eine Ableitung voneinander entfernt sind. --Gunnar (Diskussion) 13:53, 11. Apr. 2020 (CEST)
- Worin besteht also der Vorteil, mit ρ zu rechnen und nicht direkt mit k, ausser dass sich der Arbeitspunkt von 1 nach 0 verschiebt? Ich denke, eben in dem Arbeitspunkt Null. Tatsache ist jedenfalls, dass in der Reaktorpraxis immer rho und nicht k betrachtet wird. Bei Änderungen, die k erhöhen/verringern, ist rho positiv/negativ. Ich denke, darin liegt die "Anschaulichkeit". --UvM (Diskussion) 18:06, 11. Apr. 2020 (CEST)
- Noch mal zum Vergleich die Beispiele von oben mit ln(k): a) 0,69 auf 0,59; b) 0,10 auf 0,00; c) 0,00 auf -0,10; d) -0,69 auf -0,79. Jedesmal also 0,1 - wer hätte das bei Kenntnis der Logarithmusrechenregeln gedacht? Somit ist die Forderung nach einer Additivität eben nicht durch (k-1)/k zu erfüllen, wohl aber durch ln(k). Warum also hat man sich die 1-1/k Formel für die Reaktivität ausgedacht und nicht den natürlichen Logarithmus? "This formula is widely used in neutron diffusion or neutron transport codes. The advantage of this reactivity is obvious, it is a measure of a reactor’s relative departure not only from criticality (keff = 1), but it can be related to any sub or supercritical state (ln(k2 / k1)). Another important feature arises from the mathematical properties of logarithm. The logarithm of the division of k2 and k1 is the difference of logarithm of k2 and logarithm of k1. ln(k2 / k1) = ln(k2) – ln(k1). This feature is important in case of addition and subtraction of various reactivity changes." schreibt dazu [3] --Gunnar (Diskussion) 20:58, 11. Apr. 2020 (CEST)
Ich habe leider keinen Zugriff auf diverse Literaturdatenbanken, aber kann jemand eine zitierfähige Publikation empfehlen, die auch das Reaktivitätsmaß ln(k) vorstellt, da dieses wie oben erläutert die Additivität mitbringt (im Gegensatz zur Hyperbelformel)? --Gunnar (Diskussion) 19:39, 22. Apr. 2020 (CEST)
- Vielleicht Benutzer:Roderich Kahn? --UvM (Diskussion) 21:47, 22. Apr. 2020 (CEST)
- Benutzer Diskussion:Roderich Kahn#Dollar - hat wohl auch nichts direkt griffbereit. --Gunnar (Diskussion) 19:56, 2. Mai 2020 (CEST)
Der Artikel ist unverständlich
BearbeitenDer Artikel ist ohne didaktisches Verständnis für die Sache abgeschrieben worden. Ein erklärungsbedürftiges Wort wird durch andere erklärungsbedürftige Definitionen erklärt. Dieser ganze Eintrag ist für jeden Laien, der sich über den Begriff informieren will, komplett wertlos. --213.55.227.162 12:09, 23. Jun. 2023 (CEST)
- Der Artikel ist kein Fachbuch. Ansonsten ist der Artikel lesbar. Zu dem Thema empfiehlt sich ein Lehrbuch, um den Kontext zu verstehen. MfG --17387349L8764 (Diskussion) 14:40, 15. Sep. 2023 (CEST)
So müsste der Artikel formuliert werden: ChatGPT kann es besser
BearbeitenIn der Kernreaktortechnik bezieht sich der Begriff "Reaktivität" auf die Fähigkeit eines Kernreaktors, seine Leistung zu steuern. Es bezieht sich auf Veränderungen in der Anzahl der Neutronen im Reaktorkern und wie sich diese Veränderungen auf die Kernspaltung und die Energieproduktion auswirken.
In einem Kernreaktor findet eine kontrollierte Kernspaltung statt, bei der die Kerne von Atomkraftstoffen wie Uran oder Plutonium in mehrere Fragmente aufgespalten werden. Dabei werden Neutronen freigesetzt. Diese freigesetzten Neutronen können wiederum weitere Kernspaltungen auslösen, was zu einer Kettenreaktion führt.
Die Reaktivität eines Kernreaktors beschreibt, wie nahe er an einem kritischen Zustand ist, bei dem die Anzahl der Neutronen im Kern konstant bleibt. Eine positive Reaktivität bedeutet, dass die Anzahl der Neutronen im Kern mit der Zeit zunimmt, was zu einer erhöhten Energieproduktion führt. Eine negative Reaktivität bedeutet, dass die Anzahl der Neutronen abnimmt und die Kettenreaktion verlangsamt wird.
Die Reaktivität kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Ein wichtiger Faktor ist die Steuerung der Neutronenabsorption durch Steuerstäbe im Reaktorkern. Indem sie in den Kern eingeführt oder herausgezogen werden, können die Steuerstäbe die Reaktivität des Reaktors erhöhen oder verringern. Wenn die Steuerstäbe eingeführt werden, absorbieren sie mehr Neutronen und reduzieren so die Reaktivität. Wenn sie herausgezogen werden, wird die Reaktivität erhöht.
Die Kontrolle der Reaktivität ist entscheidend, um die Leistung und Sicherheit eines Kernreaktors zu gewährleisten. Eine zu hohe Reaktivität kann zu einer unkontrollierten Kettenreaktion führen, die zu einer Überhitzung des Reaktorkerns und möglicherweise zu einem schweren Unfall führen kann. Daher werden Kernreaktoren mit verschiedenen Sicherheitsmaßnahmen und Systemen ausgestattet, um die Reaktivität innerhalb sicherer Grenzen zu halten.
Zusammenfassend kann man sagen, dass die Reaktivität in der Kernreaktortechnik die Fähigkeit eines Reaktors beschreibt, seine Leistung durch die Kontrolle der Anzahl der Neutronen im Kern zu steuern. Es ist ein entscheidender Aspekt für die Sicherheit und Effizienz von Kernreaktoren. --213.55.227.162 12:15, 23. Jun. 2023 (CEST)
- 1. Satz "Fähigkeit eines Kernreaktors, seine Leistung zu steuern." Der Reaktor steuert sich nicht selbst. Dann meint ChatGPT: "Es bezieht sich auf Veränderungen in der Anzahl der Neutronen", später im 2. Abschnitt steht "die Anzahl der Neutronen im Kern konstant bleibt". Im 2. Abschnitt außerdem "Atomkraftstoffen", was untypisch ist. Ich stoppe hier und es wird keine weiteren Ausführungen von mir geben. MfG --17387349L8764 (Diskussion) 14:38, 15. Sep. 2023 (CEST)
- Dieser Abschnitt kann archiviert werden. 17387349L8764 (Diskussion) 14:40, 15. Sep. 2023 (CEST) (Beantwortet)--17387349L8764 (Diskussion) 14:40, 15. Sep. 2023 (CEST)