PSI: Departement für Nukleare Energie und Sicherheit zeichnet Doktoranden aus

Die folgenden Doktorandinnen und Doktoranden des NES wurden 2021 ausgezeichnet:

1. Doktorandenjahr:
Silvia Motta
Radiation Metrology Section, Department of Radiation Safety and Security

Verbesserung des Strahlenschutzes
Die jüngsten klinischen Fortschritte in der Strahlentherapie haben gezeigt, dass die Abgabe von intensiven Teilchenstrahlen in sehr kurzer Zeit das Potenzial hat, das Behandlungsergebnis zu verbessern. Während diese Technik die Krebsbehandlung revolutionieren könnte, ist die präzise Messung der an die Patienten abgegebenen Dosis aufgrund der kurzen Dauer der Teilchenstrahlen immer noch eine Herausforderung. Daher zielt mein Promotionsprojekt darauf ab, die Dosismessung in solch herausfordernden Bereichen durch den Einsatz von Lumineszenzdetektoren zu verbessern. Diese Detektoren werden weltweit eingesetzt, um Personen zu schützen, die mit Strahlung arbeiten, und um die Patientenbehandlung während der Strahlentherapie zu überprüfen.

2. Doktorandenjahr:
Shaileyee Bhattacharya
Laboratory for Nuclear Materials, Nuclear Energy and Safety Division

Einblicke in strukturelle Veränderungen von Kernbrennstoffen
Standardkörniges Urandioxid (UO2) und grösserkörniges chromdotiertes UO2 sind Kernbrennstoffe, die derzeit in kommerziellen Schweizer Kernkraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Dotierte Brennstoffe, die auch als fortgeschrittene Brennstoffe bezeichnet werden, wurden entwickelt, um die schädlichen Spaltgaseffekte möglicherweise abzuschwächen. Die vorliegende Arbeit liefert experimentelle Einblicke in strukturelle Veränderungen in Standard- und dotierten UO2-Brennstoffen, die lokale Oxidation, die Auflösung von Spaltprodukten in der bestrahlten Matrix und akkumulierte Bestrahlungsschäden umfassen. Die Arbeit ist relevant im Hinblick auf die Erhaltung der jeweiligen Brennstoffkenntnisse, die Entwicklung einer Struktur mit hohem Abbrand und das Verständnis des Verhaltens von Spaltprodukten, die für den sicheren Betrieb der Brennstoffe im Reaktor wichtig sind.

3./4. Doktorandenjahr:
Marianna Papadionysiou
Reactor Physics and Thermal Hydraulics Laboratory, Nuclear Energy and Safety Division

Entwicklung eines neuartigen hochauflösenden Kernsimulators für die Sicherheitsanalyse
Die für die Auslegung und den Betrieb eines Kernkraftwerks und seiner Komponenten durchgeführten Simulationen sind ein Schlüsselfaktor für die Sicherheit der Anlage. Der konventionelle Ansatz für diese Art der Analyse beinhaltet die Berechnung des Reaktorkernverhaltens mit grober räumlicher Auflösung und mehreren Modellierungsannäherungen. Mit diesen Simulationen wird eine genaue Vorhersage der Sicherheitsparameter des Systems und des Gesamtverhaltens des Reaktorkerns während seiner gesamten Betriebsdauer erreicht. In den letzten Jahren hat die Weiterentwicklung der Rechensysteme zur Entwicklung von Kernanalyse-Tools geführt, die Simulationen mit viel höherer Auflösung und weniger Modellierungsannäherungen durchführen können. Diese hochauflösenden High-Fidelity-Tools ermöglichen die Vorhersage der gleichen Sicherheitsparameter auf lokaler Ebene und können die derzeitige Standard-Sicherheitsanalyse verbessern, wenn lokale Informationen benötigt werden. Diese Arbeit zielt auf die Entwicklung eines solchen neuartigen hochauflösenden Kernsimulators für die Sicherheitsanalyse des Reaktortyps VVE ab. Die Genauigkeit des Simulators wird verifiziert und seine Leistung wird mit den konventionellen Werkzeugen verglichen.

Lubomir Bures
Laboratory for Scientific Computing and Modelling, Nuclear Energy and Safety Division

Grundlegende Studie über den Prozess der Mikroschichtbildung beim Keimsieden
Das Keimsieden und Blasenwachstum beobachten wir jeden Tag, wenn wir Wasser für den Tee aufkochen oder etwas zum Abendessen kochen. Darüber hinaus findet das Sieden von einer beheizten Oberfläche dank seiner Effizienz in vielen industriellen Prozessen Anwendung. Die Forschung hat gezeigt, dass, wenn die wachsenden Blasen durch eine dünne Flüssigkeitsschicht, die sogenannte Mikroschicht, von der erhitzten Oberfläche getrennt sind, die Wärmeübertragung deutlich zunimmt, was die Effizienz des Prozesses noch weiter verbessert. In diesem Projekt untersuchen wir die Bedingungen, die für die Existenz der Mikroschicht notwendig sind, sowie ihre Dynamik nach der Bildung.