Die Arbeitsgruppe Gruppe TFS befasst sich vorwiegend mit der thermo-hydraulische Auslegung komplexer wärmetechnischer Komponenten und dem systemdynamisch Verhalten von neuartigen Kraftwerkskonzepten. Dies umfasst numerische und experimentelle Forschungsarbeiten sowie die Konzeption und den Bau kompletter thermofluiddynamischer Forschungseinrichtungen.

Im HFG-Programm Fusion beteiligt sich die Gruppe TFS am Design von fortschrittlichen Leistungsumwandlungssystemen für Fusionskraftwerke. Dies beinhaltet die Entwicklung von Balance-of-Plant Konzepten auf Systemebene und fortschrittlicher Wärmeüberträgern auf Komponentenebene durch den Einsatz numerischer Methoden und experimenteller Untersuchungen. Darüber hinaus trägt die Gruppe TFS bei der Entwicklung und Qualifizierung von Messinstrumentierungstechnologien sowie bei thermohydraulischen Untersuchungen für Flüssigmetalltargets (z. B. Lithiumtarget IFMIF DONES) bei.

Numerische Berechnungen und experimentelle Untersuchungen zur Sicherheit zukünftiger Reaktoren (Advanced Modular Reactor) mit Flüssigmetall/-salz als Wärmeträgermedium sowie die Qualifizierung von Rechenprogrammen zu ihrer Auslegung sind dem HGF-Programm Nukleare Entsorgung, Sicherheit und Strahlenforschung zugeordnet. Hierbei sind Arbeiten der Gruppe u. a. in Rahmenprogramm der Europäischen Union integriert. 

In der Gruppe TFS werden im Rahmen des Helmholtz-Programms Materialien und Technologien für die Energiewende (MTET) experimentelle und numerische Forschungsarbeiten zur Thermohydraulik und Konvektionsprozessen von Flüssigmetall-, Flüssigkeits- und Gasströmungen in energie- und wärmetechnischen Komponenten durchgeführt. Hierzu gehört die Entwicklung von flüssigmetallbetriebenen Speicher- und Receiverkonzepten sowie Hochtemperaturwärmeübertrager.

Aktuelle Forschungsprojekte

• Experimente und numerische Simulationen von Hochtemperatur-Kühlkanälen mit strukturierten Fluid-Struktur-Grenzflächen für den Einsatz in Komponenten fortschrittlicher Kraftwerkskonzepte.
• Design von Wärmeüberträger-Komponenten mit flüssigem Natrium, geschmolzenem Salz oder Gas als Wärmeträgermedium (z. B. Natrium-Solarreceiver und fortschrittliche Wärmetauscher für Fusionskraftwerke und MSRs).
• Entwicklung, Installation und Inbetriebnahme der thermohydraulischen Forschungsanlage (z. B. Natrium-Anlage KASOLA, Flüssigsalz HELOKA-US,  Refraktionsindex-angepasster Wasserkreislauf RIMA).
• Entwicklung thermohydraulischer Modelle und Konzepte für die Kraftwerkskonzepten und thermohydraulischen Simulationsmodellen für Fusionskraftwerken und Natrium-/Flüssigsalz-gekühlte Reaktoren.

Forschungsanlagen

Die Gruppe TFS entwickelt und betriebt am INR die experimentellen Forschungsanlagen:

KASOLA 

HELOKA-US (in Kooperation mit KEK/INR und ITES) 

RIMA 

SOLTEC 

AEROLAS (in Zusammenarbeit mit MET/INR) 

Innerhalb des INR arbeitet die Gruppe TFS eng mit den Gruppen MET, KEK und DAF im Bereich FUSION und mit RPD im Bereich der nuklearen Sicherheitsforschung zusammen.

Lehre & Ausbildung

Der Lehrbeitrag der Gruppe TFS umfasst projektnahe Master-/Bachelorarbeiten, Praktika und Doktorarbeiten in den oben genannten Forschungsgebieten sowie Vorlesungen auf dem Gebiet der Thermofluiddynamik, Fusionstechnologie A, Fusionstechnologie B und Wärmeübertragung.