Abo
  • Services:

Stirlingmotoren brauchen richtig heiße Heatpipes

Neu am Betrieb eines Reaktors mit einem Stirlingmotor ist, dass der Motor dem Reaktor nicht kontinuierlich Wärme entzieht, sondern zyklisch mit jeder Kolbenbewegung. Mit dieser Betriebsweise gab es noch keine Erfahrung. Bei Erwärmung des Reaktors dehnt sich das Spaltmaterial im Kernreaktor leicht aus. Der Reaktor verliert durch diesen und andere Effekte an Reaktivität und die Kettenreaktion schwächt sich ab. Bei Abkühlung kehrt sich der Effekt um. Normalerweise verläuft die Kettenreaktion dann auf einem Gleichgewichtspunkt, an dem sich beide Effekte aufheben. Das Experiment konnte sicherstellen, dass der Stirlingmotor dieses Gleichgewicht nicht nur in den theoretischen Modellen nicht zu stark beeinträchtigt, sondern auch in der Praxis.

Stellenmarkt
  1. Cartonplast Group GmbH, Dietzenbach
  2. Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Sankt Augustin

Duff sollte nur der Demonstration des allgemeinen Prinzips dienen. Das Experiment wurde aber nur mit einer Temperatur von maximal 250 Grad Celsius bei einer Wärmeleistung von 700 Watt betrieben. Dabei kamen Heatpipes mit Wasser zum Einsatz, das darin bei einem Druck von 40 bar flüssig bleibt. Zur Sicherheit wurde diese Art von Heatpipes zuvor bei 350 Grad Celsius und 285 bar (4.000 psi) Druck getestet.

Der effiziente Betrieb von Stirlingmotoren benötigt aber höhere Temperaturen. Beim nun fertiggestellten Krusty-Reaktor sind die Heatpipes deshalb mit Natrium befüllt. Anstatt der acht geplanten Stirlingmotoren mit je 125 Watt Leistung stehen derzeit für den Einsatz in einer Vakuumkammer aber nur zwei 70-Watt-Motoren aus dem Advanced Stirling Converter Project zur Verfügung. Um Zeit und Kosten für die Konstruktion weiterer Motoren zu sparen, sollen die restlichen Motoren für den Test durch einfache Wärmesenken simuliert werden.

Der Reaktor könnte über 500 Jahre laufen

Ein Test wird darin bestehen, die Modelle für das Verhalten des Reaktors beim Defekt einer Heatpipe zu überprüfen. Der Reaktorkern wird sich an dieser Stelle stärker erhitzen. Vor dem Test des echten Reaktors wurden dafür nicht nur theoretische Analysen durchgeführt, sondern alle Teile des Reaktors soweit wie möglich getestet. Die Wärme durch die Kettenreaktion wird dabei durch elektrische Heizelemente simuliert. Für die letzten Tests vor den ersten Kettenreaktionen wurde eigens ein Reaktorkern aus Uran-238 gefertigt. Er hat dadurch die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften wie der eigentliche Reaktorkern aus Uran-235 - abgesehen von der Kernspaltung und den kleinen Mengen entstehender Spaltprodukte.

Insgesamt soll der Test von Krusty 28 Stunden dauern. Bei einer thermischen Leistung von vier Kilowatt werden in dieser Zeit etwa fünf Milligramm Uran-235 gespalten. Der Reaktor könnte diese Leistung theoretisch für etwa 500 Jahre aufrechterhalten, bevor auch nur ein Prozent des Urans im Reaktorkern gespalten ist. Die Stirlingmotoren würden aber lange vorher verschleißen. Die Betriebszeit im Test ist kurz genug, sodass der Reaktor nach dem Zerfall der kurzlebigen Spaltprodukte von Hand demontiert werden kann.

Ein erfolgreicher Test wäre einer der letzten Schritte vor dem Entwurf und der Konstruktion eines flugfähigen Reaktors. Die Konstrukteure betonen dabei ausdrücklich, dass er nicht für eine bestimmte Mission vorgesehen wurde. Pläne für noch leistungsfähigere Reaktoren auf dem gleichen Konstruktionsprinzip existieren zwar, hängen aber vom Erfolg des kleinen Kilopower-Reaktors ab. In der Vergangenheit wurde die Entwicklung meist an eine bestimmte Mission gekoppelt. Dabei haben sich immer wieder die Vorgaben für die technischen Daten der geplanten Reaktoren geändert. So musste viel Entwicklungsarbeit mehrfach durchgeführt werden, mit entsprechend steigenden Kosten, aber ohne tatsächliches Ergebnis.

 Ein kleines Experiment diente zur VorbereitungKernreaktoren sind beim Start weniger radioaktiv als Radioisotopenbatterien 
  1.  
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4
  6. 5
  7. 6
  8.  


Anzeige
Hardware-Angebote
  1. (u. a. 32 GB 6,98€, 128 GB 23,58€)
  2. 103,90€
  3. 92,99€
  4. 339€ (Bestpreis!)

DirtyCry 22. Mär 2018

Also ich hab den Müll lieber kontrollierbar in Fässern mit Lagern die alle 20 Jahre mal...

horotab 21. Dez 2017

Flüssigsalzreaktoren wurden nach dem zweiten Weltkrieg auch erforscht, zeitweise war in...

FlashBFE 11. Dez 2017

Die Sprecherin ist schon richtig gut, auch wenn man merkt, dass sie nicht vom Fach ist...

emdotjay 11. Dez 2017

+1


Folgen Sie uns
       


Shadow Ghost - Test

Wir testen die Streamingbox Shadow Ghost und finden Bildartefakte und andere unschöne Fehler. Der Streamingdienst hat mit der richtigen Hardware aber Potenzial.

Shadow Ghost - Test Video aufrufen
Thyssen-Krupp Testturm Rottweil: Herr Fetzer parkt die Aufzugkabine um
Thyssen-Krupp Testturm Rottweil
Herr Fetzer parkt die Aufzugkabine um

Ohne Aufzüge gäbe es keine Hochhäuser. Aber inzwischen sind Wolkenkratzer zu hoch für herkömmliche Systeme. Thyssen-Krupp testet derzeit einen neuartigen Aufzug, der beliebig hoch fahren kann. Inspiriert ist er vom Paternoster und dem Transrapid. Wir waren im Testturm.
Ein Bericht von Werner Pluta

  1. Ceramic Speed Hätte, hätte - Fahrrad ohne Kette
  2. Geheimdienste und Bundeswehr Masterstudiengang für Staatshacker gestartet
  3. Sonitus Technologies Zahnmikrofon sorgt für klare Kommunikation

Microsoft: Die ganz normale, lautlose Cloud-Apokalypse
Microsoft
Die ganz normale, lautlose Cloud-Apokalypse

Wenn Cloud-Dienste ausfallen, ist oft nur ein Server kaputt. Wenn aber Googles Safe-Browsing-Systeme den Zugriff auf die deutsche Microsoft Cloud komplett blockieren, liegt noch viel mehr im Argen - und das lässt für die Zukunft nichts Gutes erwarten.
Von Sebastian Grüner

  1. Services Gemeinsames Accenture Microsoft Business arbeitet bereits
  2. Business Accenture und Microsoft gründen gemeinsame Service-Sparte
  3. AWS, Azure, Alibaba, IBM Cloud Wo die Cloud hilft - und wo nicht

Google: Stadia tritt gegen Gaming-PCs, Playstation und Xbox an
Google
Stadia tritt gegen Gaming-PCs, Playstation und Xbox an

GDC 2019 Google streamt nicht nur so ein bisschen - stattdessen tritt der Konzern mit Stadia in direkte Konkurrenz zur etablierten Spielebranche. Entwickler können für ihre Games mehr Teraflops verwenden als auf der PS4 Pro und der Xbox One X zusammen.
Von Peter Steinlechner


      •  /