Reaktorkonfiguration

Reaktorkonfiguration bezeichnet die räumliche Anordnung und Zusammensetzung der Bauteile im Reaktorkern eines Kernkraftwerks oder eines Forschungsreaktors. Dazu gehören die Brennelemente, Moderator- und Kühlmittel, Steuerstangen, Reflektoren sowie strukturelle und sicherheitsrelevante Komponenten. Ziel der Konfiguration ist es, den Neutronenfluss, die Leistungsabgabe, die Brennstoffausnutzung und die Planbarkeit des Abbrands zu steuern, während Sicherheits- und Notfallanforderungen erfüllt bleiben.

Wesentliche Einflussgrößen sind Brennstofftyp und -aufbereitung, die Kerngeometrie und Brennelementsitz, Moderatoren- und Kühlmittelsystem, sowie Materialeigenschaften und Betriebsbedingungen. Die Geometrie (z. B. Lattice- oder Zellenaufbau), die Anordnung der Steuerstäbe und der Vorhandensein von Reflektoren bestimmen die Verteilung der Neutronenenergie, die Temperaturkoeffizienten und das Abbrandverhalten. Änderungen der Konfiguration beeinflussen Reaktivität, Leistungsgrenze, Sicherheitsmargen und Betriebszyklus, weshalb sie eng mit der Brennstoffbeschaffung, Wartung und Instandhaltung verzahnt ist.

Typische Konfigurationen variieren nach Reaktortyp. Lichtwasserreaktoren (PWR, BWR) arbeiten mit regelmäßigen Brennelementladungen und periodischen Refueling-Zyklen. Schwerwasser- bzw. Dioxidreaktoren (z. B. CANDU) verwenden andere Moderationscodes. In schnellen Reaktoren spielen oft andere Materialien und Geometrien eine Rolle. Zur Planung und Optimierung werden neutrale Simulationsmethoden (Diffusions- oder Monte-Carlo-Ansätze) eingesetzt, um Leistungsverteilung, Abbrand, Sicherheit und Betriebskosten zu bewerten.