Evaluation thermischer Schneidverfahren zur Zerlegung von Bauteilen aus Zirkonium in unterschiedlichen Umgebungen

Der Rückbau von Strukturen aus Zirkonium-Legierungen stellt eine große Herausforderung bei der Zerlegung von Kernreaktoren dar, da durch den Schneidprozess freigesetzte Partikel dieser Legierungen sich bereits bei geringer Erwärmung entzünden können. Ziel dieser Arbeit war es, die hohen Temperaturen von thermischen Schneidverfahren gezielt zu nutzen, um eine sichere Oxidation der Partikel direkt im Schneidprozess zu bewirken und damit das Metallbrandrisiko herabzusetzten. Neben dieser erhöhten Sicherheit besteht ein großer Vorteil thermischer Schneidverfahren gegenüber mechanischen Verfahren in der deutlich höheren Schneidgeschwindigkeit. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Verfahren sind das Plasmaschneiden, das Hot-Wire-Plasmaschneiden, das Kontakt-Lichtbogen-Metall-Schneiden sowie das autogene Brennschneiden. Als Vergleichsverfahren wurden das Trennschleifen und das Sägen betrachtet. Alle Verfahren wurden an Luft-Atmosphäre und unter Wasser untersucht, wobei jeweils der Oxidationszustand der ausgetriebenen Partikel, die möglichen Prozessparameter, die Prozesstemperaturen, die Gasemissionen und die Partikelgrößenverteilung ermittelt wurden.