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Nochmals: Stoffdaten für Nuklear- Reaktoren

Freitag, Juli 22nd, 2011

Nach einer Anfrage bei Herrn Prof. Dr. Koch- Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft der Ruhr- Universität Bochum und einer Antwort von Herrn DI Kruse ergab sich, daß wichtige  Stoffdaten für Nuklear- Reaktoren in “MATPRO- A Librery of  Materials Properties for Light- Water Reactor Accident Analysis” ( Editor: D.T. Hagmann, Idaho National Engineering Labaratory Idaho 83415) erfaßt sind. Für den Erhalt dieser u.a. Informationen ist zu danken.

Damit ist nun ein Vergleich zwischen den berechneten Dampfdrücken nach der hier begründeten physikalischen Theorie ( s. Artikel ”Neue Ergebnisse zur Dampfdruckberechnung - angewendet auf  flüssige Metalle und ihre Verbindungen bei der Kernschmelze” vom 10.6.2011) und den aus der o. gen. Literaturstelle als Näherungen angegebenen Dampfdrücken möglich.

Zu betonen ist, daß in o. gen. Literaturstelle zur Ableitung der Dampfdruckfunktion die Clausius- Clapeyronsche Gleichung und nur Idealgasverhalten als Näherung bei der Bestimmung von Parametern der Berechnungsgleichung vorausgesetzt wird.  Das ist bei Anwendung der im Artikel vom 10.6.2011 beschriebenen Dampfdruck- Differentialgleichung nicht der Fall.

Der mögliche Vergleich einiger Daten für Plutoniumdioxid PuO2 ist folgender:

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Für flüssiges Urandioxid UO2 ergibt sich folgendes:

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Es ist für PuO2 und UO2 ersichtlich: Die ungefähre nach der Größenordnung feststellbare Übereinstimmung  der nach der angegebenen Dampfdruck- Differentialgleichung berechneten Dampfdrücke mit denen der MATPRO- Näherungen besteht. Zu betonen ist, daß die zur Berechnung  benutzte Dampfdruckfunktion entsprechend der gen. Dampfdruck-Differentialgleichung nur einen einzigen bekannten Datenpunkt benötigt- nämlich nur den Dampfdruck bei einer bestimmten Temperatur und das dazu gehörende Flüssigkeitsvolumen. Das ist bei allen anderen Näherungen so einfach nicht der Fall.  Es ist davon auszugehen, daß bei genauerer Kenntnis nur eines für den jeweiligen Stoff versuchstechnisch ermittelten Datentripels (Temperatur, Dampfdruck, Flüssigkeitsvolumen) viel genauere Dampfdruckkurven für PuO2 und UO2  angegeben werden könnten. Leider scheinen aber für Flüssigkeitsdichten und damit für die molaren Volumina zwar Einschätzungen aber keine Meßwerte vorzuliegen, so daß die Ergebnisse mit der o.gen. Dampfdruck- Differentialgleichung nur  Näherungen sein können. Falls es  Meßwerte für Dampfdruck und Flüssigkeitsdichte bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt gibt, könnte damit dann sofort die Dampfdruckkurve aufgezeichnet werden. Und nicht nur das: Auch genauere Aussagen zum Verlauf der Tau- und Siededichten in Abhängigkeit von der Temperatur wären dann möglich.