Dr. Jean Raguz und Dr. Maurizio Eduardo Tano Retamales vom Department of Nuclear Engineering der University of Texas
„Man kann sich einen Reaktor wie einen großen Eimer mit 40.000 Tennisbällen vorstellen“, bemerkt Raguz.
Bei einem Unfall, wenn das Gas im Kernder Reaktor beginnt sich aufzuheizen, kalte Luft steigt auf, ein Vorgang, der als natürliche Konvektionskühlung bekannt ist. Darüber hinaus bestehen die Brennstoffkugeln aus pyrolytischem Kohlenstoff und tristrukturellen isotropen Partikeln, wodurch sie bis zu 1.600 Grad Celsius temperaturbeständig sind. Als Hochtemperaturreaktor (VHTR) können Kieselreaktoren durch passiven Naturumlauf gekühlt werden, was einen Unfall wie Fukushima theoretisch unmöglich macht.
Im Normalbetrieb werden die Kieselsteine jedoch gekühltHighspeed-Stream. Diese Strömung erzeugt eine Bewegung um und zwischen den Treibstoffkieseln, ähnlich wie ein Windstoß die Flugbahn eines Tennisballs ändert. Die Entwickler untersuchten den Reibungsprozess zwischen Steinen und die Wirkung dieser Reibung beim Abkühlen.
„Wir haben diese Tennisplätze gefundenBälle "mit der Methode der diskreten Elemente, bei der wir die durch die Strömung verursachte Bewegung und Reibung zwischen allen Tennisbällen berücksichtigen", sagte Tano. "Das gekoppelte Modell wird dann gegen die thermischen Messungen im SANA-Experiment validiert."
Das SANA-Experiment wurde Anfang der 1990er Jahre durchgeführt undgemessen, wie sich die Mechanismen im Reaktor bei der Wärmeübertragung von der Mitte des Zylinders nach außen verändern. Dieses Experiment ermöglichte es Tano und Ragusa, einen Standard festzulegen, an dem sie ihre Modelle testen konnten.
Als Ergebnis entwickelten die Teams ein gemeinsamesModell der numerischen Strömungsmechanik und diskrete Elementmethoden zur Untersuchung der Strömung über einer Kieselschicht. Dieses Modell kann nun auf alle Hochtemperatur-Kieselreaktoren angewendet werden und ist das erste Rechenmodell seiner Art. Diese hochpräzisen Werkzeuge ermöglichen es Zulieferern, fortschrittlichere Reaktoren zu entwickeln.
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