Das Projekt "Aerosolabscheidung in Fluessigkeitsvorlagen bei turbulenter Wirbelstroemung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät XIII für Maschinenbau, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Nukleare und Neue Energiesysteme durchgeführt. Bei der Stroemung eines Aerosols durch eine Fluessigkeitsvorlage koennen die Partikel bei Kontakt mit der Fluessigkeit aus dem Aerosol abgeschieden werden. Diese, in der Kerntechnik als 'Pool Scrubbing' bezeichnete Reinigung des Gases ist ein wirkungsvoller Rueckhaltemechanismus fuer Spaltprodukte und zugleich ein Ansatz zur Bildung eines neuen, verzoegerten Spaltprodukt-Quellterms, naemlich der Fluessigkeitsvorlage. Ziel ist hier die Modellierung der Aerosolabscheidung bei sehr hohen Gasvolumenstroemen in die Fluessigkeitsvorlage. Die Hydrodynamik der Blasenstroemung ist dann durch das Auftreten unregelmaessig geformter, grosser sowie einer Vielzahl kleiner Blasen charakterisiert. Diese Stroemungsform, als turbulente Wirbelstroemung (engl.: Churn Turbulent Flow) bezeichnet, ist in hohem Masse unbestaendig und turbulent chaotisch. Die Modellentwicklung basiert auf der Beschreibung der Hydrodynamik bei turbulenter Wirbelstroemung, wobei die aerosolphysikalischen Transportmechanismen durch Anwendung bestehender Modelle zur Einzelblasenstroemung simuliert werden.
Das Projekt "Entwicklung eines Resuspensionsprogrammoduls zur Radionuklidrueckhaltung in Wasservorlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät XIII für Maschinenbau, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Nukleare und Neue Energiesysteme durchgeführt. Um die Effektivitaet einer Rueckhaltung von Radionukliden beim Durchstroemen von Fluessigkeitsvorlagen bestimmen zu koennen, ist die Untersuchung der Tropfenfreisetzung an der Oberflaeche und die damit verbundene moegliche Wiederfreisetzung zuvor suspendierter oder geloester Spaltprodukte - als Resuspension bezeichnet - notwendig. Als Werkzeug zur Analyse der Radionuklidrueckhaltung in Wasservorlagen stehen Rechenprogramme wie SPARC, SUPRA und BUSCA zur Verfuegung, wobei die Resuspension in diesen Programmen jedoch groesstenteils unberuecksichtigt bleibt. Bei geringen Gasvolumenstroemen beruht die Tropfenfreisetzung auf dem Zerplatzen einzelner Blasen an der Fluessigkeitsoberflaeche. Es entstehen dabei Tropfen sowohl durch die Aufloesung der Blasenlamelle (Filmtropfenbildung) als auch durch den Zerfall von ggf. entstehenden Fluessigkeitsjets (Jettropfenbildung). Die Bestimmung des Masseaustrags infolge des Jetzerfalls erfolgt mittels aus experimentellen Untersuchungen abgeleiteten Korrelationen zur Bestimmung der Tropfenanzahl und -groesse als Funktion des Blasendurchmessers. Die insgesamt beim Lamellenzerfall freigesetzte Filmtropfenmasse wird aus dem Volumen der Lamelle unmittelbar vor dem Zerplatzen der Blase ermittelt. Dieses wird mittels mechanistisch basierter Korrelationen fuer die Lamellenflaeche und -dicke als Funktion des Blasendurchmessers bestimmt. Bei hohen Gasvolumenstroemen beruht die Freisetzung auf dem direkten Impulsaustausch zwischen Gas und Fluessigkeit. Zur Bestimmung des Fluessigkeitsaustrags wird, basierend auf dem mechanistisch modellierten Zerfall instabiler Fluessigkeitsbereiche, die Tropfengroessenverteilung sowie die insgesamt freigesetzte Tropfenmasse als Funktion der eingeleiteten Gasvolumenstromdichte bestimmt. Die Modelle zur Berechnung der Tropfenfreisetzung und der damit gekoppelten Radionuklidfreisetzung sind in den Programmodul RECOM umgesetzt worden.