Das Forschungszentrum Jülich und die Arbeitsgemeinschaft Versuchsreaktor hatten 2011 eine unabhängige Expertengruppe beauftragt, die Betriebsgeschichte des 1988 stillgelegten AVR-Reaktors aufzuarbeiten. Die Experten haben ihre Arbeit nun abgeschlossen und die Ergebnisse am 26. April 2014 der Öffenlichkeit als Download zur Verfügung gestellt. Ziel dieser historischen Aufarbeitung ist es, eine unabhängige Bewertung der Reaktortechnologie und der Vorkommnisse während des Leistungsbetriebs zu erhalten.
technologyComment of Mannheim process (RER): Production of sodium sulfate and HCl by the Mannheim process. This process can be summarized with the following overall stoechiometric reaction: 2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl technologyComment of allyl chloride production, reaction of propylene and chlorine (RER): based on industry data in the US and Europe technologyComment of benzene chlorination (RER): Clorobenzenes are prepared by reaction of liquid benzene with gaseous chlorine in the presence of a catalyst at moderate temperature and atmospheric pressure. Hydrogen chloride is formed as a by-product. Generally, mixtures of isomers and compounds with varying degrees of chlorination are obtained, because any given chlorobenzene can be further chlorinated up to the stage of hexa-chlorobenzene. Because of the directing influence exerted by chlorine, the unfavoured products 1,3-dichlorobenzene, 1,3,5-trichlorobenzene and 1,2,3,5-tetrachlorobenzene are formed to only a small extent if at all. The velocity of chlorination for an individual chlorine compound depends on the compound's structure and, because of this, both the degree of chlorination and also the isomer ratio change continuously during the course of reaction. Sets of data on the composition of products from different reactions are only comparable if they refer to identical reaction conditions and materials having the same degree of chlorination. By altering the reaction conditions and changing the catalyst, one can vary the ratios of different chlorinated products within certain limits. Lewis acids (FeCl3, AlCl3, SbCl3, MnCl2, MoCl2, SnCl4, TiCl4) are used as principal catalysts. The usual catalyst employed in large scale production is ferric chloride, with or without the addition of sulfur compounds. The ratio of resulting chlorobenzenes to one another is also influenced by the benzene:chlorine ratio. For this reason, the highest selectivity is achieved in batch processes. If the same monochlorobenzene:dichlorobenzene ratio expected from a batch reactor is to result from continuous operation in a single-stage reactor, then a far lower degree of benzene conversion must be accepted as a consequence of the low benzene:chlorine ratio). The reaction is highly exothermic: C6H6 + Cl2 --> C6H5Cl + HCl ; delta H = -131.5 kJ/mol Unwanted heat of reaction can be dissipated either by circulating some of the reactor fluid through an external heat exchanger or by permitting evaporative cooling to occur at the boiling temperature. Circulation cooling has the advantage of enabling the reaction temperature to be varied in accordance with the requirements of a given situation. Evaporative cooling is more economical, however. Fractional distillation separates the products. Iron catalyst is removed with the distillation residue.Unreacted benzene is recycled to the reactor. technologyComment of hydrochloric acid production, from the reaction of hydrogen with chlorine (RER): HCl can be either directly prepared or generated as a by-product from a number of reactions. This dataset represents the production of HCl via the combustion of chlorine with hydrogen gas. The process involves burning hydrogen gas and chlorine in a gas combustion chamber, producing hydrogen chloride gas. The hydrogen chloride gas then passes through a cooler to an absorber where process water is introduced, producing aqueous hydrochloric acid. H2 + Cl2 -> 2 HCl (exothermic reaction) References: Althaus H.-J., Chudacoff M., Hischier R., Jungbluth N., Osses M. and Primas A. (2007) Life Cycle Inventories of Chemicals. ecoinvent report No. 8, v2.0. EMPA Dübendorf, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH. technologyComment of tetrafluoroethylene production (RER): The production of fluorochemicals and PTFE monomers can be summarized with the following chemical reactions (Cedergren et al. 2001): CaF2 + H2SO4 -> CaSO4 + 2HF (1) CH4 + 3Cl2 -> CHCl3 + 3HCl (2) CHCl3 + 2HF -> CHClF2 + 2HCl (3) 2 CHClF2 + heat -> CF2=CF2 + 2 HCl (4) This dataset represents the last reaction step (4). Parts of the production are carried out at high pressure and high temperature, 590 ºC – 900 ºC. The first reaction (1) takes place in the presence of heat and HSO3 - and steam. The inventory for the production of hydrogen fluoride can be found in the report (Jungbluth 2003a). Reaction (2) is used to produce trichloromethane. Reaction 3 for the production of chlorodifluoromethane takes place in the presence of a catalyst. The production of PTFE (4) takes place under high temperature pyrolysis conditions. Large amounts of hydrochloric acid (HCl) are generated as a couple product during the process and are sold as a 30% aqueous solution. A large number of other by-products and emissions is formed in the processes (benzene, dichloromethane, ethylene oxide, formaldehyde, R134a, and vinyl chloride) and small amounts of the highly toxic perfluoroisobutylene CF2=C(CF3)2. The by-products in the production of monomers can harm the processes of polymerisation. Because of this, the refinement of the production of monomers has to be very narrow. This makes the process complex and it contributes to a high cost for the PTFE-laminates. (Cedergren et al. 2001). References: Althaus H.-J., Chudacoff M., Hischier R., Jungbluth N., Osses M. and Primas A. (2007) Life Cycle Inventories of Chemicals. Final report ecoinvent data v2.0 No. 8. Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH.
Das Projekt "Konsolidierung des HTR Code Package (HCP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Nukleartechnik durchgeführt. Das Programmpaket HCP wurde im Rahmen von F&E-Arbeiten zur Sicherheit von Hochtemperaturreaktor durch das Forschungszentrum Jülich entwickelt. Auf Grund der Beendigung der HTR-bezogenen Arbeiten im Forschungszentrum Jülich war ein geordneter Abschluss dieser analytischen Aktivität nicht möglich. Im KONHCP-Vorhaben soll die Funktionalität des HCP vom Status des Prototyp zu einem Basis-verifizierten und -validierten Werkzeug zur Simulation sicherheitsrelevanter Abläufe im Primärkreis eines HTR entwickelt werden. Dies beinhaltet den bisher erreichten Wissenstand zu konsolidieren und durch eine geeignete Dokumentation zu konservieren, um sicherzustellen, dass Nutzer bei zukünftigen Sicherheitsanalysen von HTRs auf das HCP-Programmpaket zurückgreifen können. Zu diesem Zweck soll im Rahmen des Vorhabens eine Fachkompetenz aufgebaut werden, die es zukünftigen Nutzern erlaubt, sich in einer angemessenen Zeit in HCP einzuarbeiten, um belastbare Analysen, ergänzende Modellierungen oder Programmmodifikationen durchführen zu können. Zusätzlich soll ein nationaler HCP-Beraterkreis gegründet werden, der zukünftige Supportaufgaben definiert, um einen langfristigen Erhalt von HCP für die deutsche Reaktorsicherheitsforschung sicherzustellen. Die Notwendigkeit der Konsolidierung von HCP wurde im Rahmen der 4. Sitzung des Projektkomitees 'Transienten und Unfallabläufe' bestätigt.
Das Projekt "Development of an internal Reforming Alcohol High Temperature PEM Fuel Cell Stack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Mikrotechnik Mainz e.V. & Co. KG durchgeführt. The main objective of the proposal is the development of an internal reforming alcohol high temperature PEM fuel cell. Accomplishment of the project objective will be made through: Design and synthesis of robust polymer electrolyte membranes for HT-PEMFCs, which will be functional within the temperature range of 190-22OoC. Development of alcohol (methanol or ethanol) reforming catalysts for the production of CO-free hydrogen in the temperature range of HT PEMFCs, i.e. at 190-220oC. Integration of reforming catalyst and high temperature MEA in a compact Internal Reforming Alcohol High Temperature PEMFC (IRAFC). Integration may be achieved via different configurations as related to the Position of the reforming catalyst. The proposed compact system does away with conventional fuel processors and allows for efficient heat management. since the 'waste' heat produced by the fuel cell is in-situ utilized to drive the endothermic reforming reaction. The targeted power density of the system is 0.15 W/cm2 at a ceil voltage ofü.7 V. Thus, the concepts of a catalytic reformer and of a fuel cell are combined in a single, simplified direct alcohol (e.g. methanol) High Temperature PEM fuel cell reactor. The heart of the system is the membrane electrode assembly (MEA) comprising a high-temperature proton-conducting electrolyte sandwiched between the anodic (reforming catalyst + PUC) und cathodic Pt/C gas diffusion electrodes. According to the configuration und the operating conditions described above, the IRAFC is expected to be auto thermal, highly efficient and with zero CO emissions. In addition, the direct consumption ofH2 by the MEA (fuel cell) and the electrochemical promotion effect is expected to enhance the kinetics of reforming reactions, thus facilitating the efficient operation of the reforming catalyst at temperatures below 220 C.
Das Projekt "Untersuchung des Marktes fuer Heizwaerme und Kraft in der Bundesrepublik Deutschland fuer den Einsatz des HTR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Energiesystemtechnik durchgeführt. Gegenstand der vorgeschlagenen Untersuchung ist die Ermittlung des Marktvolumens, das sich in der Bundesrepublik Deutschland fuer die Nutzung der Waerme und des Stromes aus Hochtemperaturreaktoren ausweisen laesst. Durch eigene Analysen sollen die Einstellungen moeglicher Betreiber verdeutlicht werden. Neben einer Untersuchung der heutigen und zukuenftigen Rahmenbedingungen der Energiewirtschaft werden insbesondere die Einsatzbereiche des Hochtemperaturreaktors (HTR) fuer Waerme und Kraft naeher betrachtet. Ueber die Zwischenschritte: Technisches Potential und wirtschaftliches Potential soll die Quantifizierung des Marktpotentials mit Hilfe der ermittelten Meinungsbilder aus der Industrie erfolgen. Die erzielten Ergebnisse werden bezueglich ihrer Sensitivitaet abgeprueft.
Das Projekt "Konsolidierung des HTR Code Package (HCP), Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Nukleartechnik durchgeführt. Das Programmpaket HCP wurde im Rahmen von F&E-Arbeiten zur Sicherheit von Hochtemperaturreaktor durch das Forschungszentrum Jülich entwickelt. Auf Grund der Beendigung der HTR-bezogenen Arbeiten im Forschungszentrum Jülich war ein geordneter Abschluss dieser analytischen Aktivität nicht möglich. Im KONHCP-Vorhaben soll die Funktionalität des HCP vom Status des Prototyp zu einem Basis-verifizierten und -validierten Werkzeug zur Simulation sicherheitsrelevanter Abläufe im Primärkreis eines HTR entwickelt werden. Dies beinhaltet den bisher erreichten Wissenstand zu konsolidieren und durch eine geeignete Dokumentation zu konservieren, um sicherzustellen, dass Nutzer bei zukünftigen Sicherheitsanalysen von HTRs auf das HCP-Programmpaket zurückgreifen können. Zu diesem Zweck soll im Rahmen des Vorhabens eine Fachkompetenz aufgebaut werden, die es zukünftigen Nutzern erlaubt, sich in einer angemessenen Zeit in HCP einzuarbeiten, um belastbare Analysen, ergänzende Modellierungen oder Programmmodifikationen durchführen zu können. Zusätzlich soll ein nationaler HCP-Beraterkreis gegründet werden, der zukünftige Supportaufgaben definiert, um einen langfristigen Erhalt von HCP für die deutsche Reaktorsicherheitsforschung sicherzustellen. Die Notwendigkeit der Konsolidierung von HCP wurde im Rahmen der 4. Sitzung des Projektkomitees 'Transienten und Unfallabläufe' bestätigt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Isotopenbiogeochemie durchgeführt. Das Ziel von IsoAqua ist die Entwicklung innovativer Verfahren für die Multi-Element-Isotopenanalyse (ME-IA; 13C/12C, 37Cl/35Cl, 2H/1H) chlororganischer Umweltchemikalien. Dabei ist die Etablierung einer neuartigen und kostengünstigen Routinemethode zur 37Cl/35Cl-Analyse chlororganischer Schadstoffe an Umweltproben ein wesentlicher Bestandteil. Mit einem neuen Ansatz können Isotopenstandards für CSIA von Umweltchemikalien hergestellt werden. Instrumentelle Neuerungen sind die Anwendung von Chrom- und Silizium-Analysereaktoren sowie bisher unerprobte analytischen Verfahren und Hardware. Begleitend werden innovative Aufkonzentrierungsmethoden an Umweltproben etabliert, um ME-IA für ein größeres Spektrum chlororganischer Schadstoffe (z.B. polare Substanzen) anwenden zu können. Hierbei werden chlorhaltige Substanzen in einem Hochtemperatur-Reaktor auf Silizium-basis (Si-Reaktor) zu SiCl4 umgesetzt, welches anschließend als universelles Messgas für die 37Cl/35Cl-Analyse mittels Gas Chromatographie-Isotopen Verhältnis Massenspektrometrie (GC-IRMS) genutzt wird. Die Zuverlässigkeit der Umsetzungsreaktion zu SiCl4 soll im Rahmen von IsoAqua evaluiert und mit geeigneten Methoden etabliert werden. Die Weiterentwicklung der 2H/1H-Analyse chlorierter Schadstoffe baut auf der Chrom basierten Hochtemperatur Umsetzung (GC-Cr/HTC-IRMS) auf. Die Parameter zur Anwendung der GC-Cr/HTC-IRMS-Methode wären eine stoffspezifische Extraktion, die Aufkonzentrierung, die Aufreinigung der Proben für eine vollständige Umsetzung der Analyten zu H2 und wasserfreie Probenaufgabe.
Das Projekt "Konsolidierung des HTR Code Package (HCP), Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Becker Technologies GmbH durchgeführt. Das Programmpaket HCP wurde im Rahmen von F&E-Arbeiten zur Sicherheit von Hochtemperaturreaktor durch das Forschungszentrum Jülich entwickelt. Auf Grund der Beendigung der HTR-bezogenen Arbeiten im Forschungszentrum Jülich war ein geordneter Abschluss dieser analytischen Aktivität nicht möglich. Im KONHCP-Vorhaben soll die Funktionalität des HCP vom Status des Prototyp zu einem Basis-verifizierten und -validierten Werkzeug zur Simulation sicherheitsrelevanter Abläufe im Primärkreis eines HTR entwickelt werden. Dies beinhaltet den bisher erreichten Wissenstand zu konsolidieren und durch eine geeignete Dokumentation zu konservieren, um sicherzustellen, dass Nutzer bei zukünftigen Sicherheitsanalysen von HTRs auf das HCP-Programmpaket zurückgreifen können. Zu diesem Zweck soll im Rahmen des Vorhabens eine Fachkompetenz aufgebaut werden, die es zukünftigen Nutzern erlaubt, sich in einer angemessenen Zeit in HCP einzuarbeiten, um belastbare Analysen, ergänzende Modellierungen oder Programmmodifikationen durchführen zu können. Zusätzlich soll ein nationaler HCP-Beraterkreis gegründet werden, der zukünftige Supportaufgaben definiert, um einen langfristigen Erhalt von HCP für die deutsche Reaktorsicherheitsforschung sicherzustellen. Die Notwendigkeit der Konsolidierung von HCP wurde im Rahmen der 4. Sitzung des Projektkomitees 'Transienten und Unfallabläufe' bestätigt.
Das Projekt "Rückbau des AVR-Versuchskernkraftwerkes in Jülich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Arbeitsgemeinschaft Versuchs-Reaktor (AVR) GmbH durchgeführt. Umstellung des AVR-Projektes 'Herbeiführung des sicheren Einschlusses' auf 'Vollständigem Rückbau der AVR-Anlage'
Das Projekt "Testung neuer Verfahren bei der Ausserbetriebnahme einer Anlage zur Kraftstofferzeugung (U, TH)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NUKEM Alzenau durchgeführt. Objective: this research work is aimed at the assessment of new procedures in the framework of the decommissioning of a plant for the production of material test reactor (mtr) and thorium high temperature reactor (thtr) fuel elements. Important issues in this work are the preparation of detailed uranium and thorium contamination distribution maps in walls and floors, the execution of various dismantling and decontamination operations under health physics control, the large-scale treatment of arising primary waste and the minimisation of secondary waste. The work will be concluded with an assessment of gained experience, with possible recommendations for future work on similar facilities. In a supplementary agreement, the initial work programme was modified, accompanied by a reduction of the ec funding of 48 kecu. General information: b.1.- preparation of a map of the distribution of the contamination within different parts of the fuel fabrication plant. B.2.- determination, by analyses of representative samples, of the penetration depth of uranium and thorium in various parts of the facility. B.3.- controlled decontamination and dismantling of the internal components and of all auxiliary equipment of the plant. B.4.- assessment of appropriate conditions for the removal of contamination from the walls of the facility. B.5.- decontamination of the floors and their removal. B.6.- testing of new decontamination procedures for less accessible parts. B.7.- determination of the residual activity of metallic scrap. B.8.- development of a large scale facility for free release by gamma-detection of waste from a fuel element fabrication facility. B.9.- development of methods for large-scale decontamination of demolition rubble. B.10.- evaluation of obtained results. Achievements: new procedures have been tested for use in the decommissioning of a plant used for producing material test reactor (mtr) and thorium high temperature reactor (thtr) elements.