Durch die Abschaltung der Kernkraftwerke und der ungelösten Endlagersuche entsteht ein großer Bedarf an Behältern zum Abtransport und zur Zwischenlagerung von hochradioaktivem Abfall.

Für diese „Castoren“ gibt es strengste Sicherheitsanforderungen. Zu diesen gehören  mechanische Integrität (auch im Katastrophenfall), nukleare Abschirmung und Wärmeabfuhr. Auf Grund der Interaktion dieser Anforderungen erfordert die Entwicklung und Auslegung von Nuklearbehältern ein multidisziplinäres Expertenteam der Disziplinen Physik, Werkstoffe, Mechanik und Strömungsmechanik. FlowMotion wurde aufgefordert in diesem Team die strömungsmechanische und wärmetechnischen Expertise einzubringen und das Aufgabengebiet der optimalen Wärmeabfuhr zu bearbeiten.

Die Wärmeabfuhr spielt bei Nuklearbehältern eine entscheidende Rolle. Die sich im Inneren des Behälters befindlichen Brennelemente generieren auf Grund des restlichen radioaktiven Zerfalles Wärme, die nach Außen abgeführt wird. Nuklearbehälter werden so ausgelegt, dass die Integrität der Konstruktion und die Einhaltung zulässiger Temperaturen zu jeder Zeit gewährleistet sind. Eine unzulässige Oberflächentemperatur des Behälters stellt außerdem eine Gefährdung für die Umwelt dar. Aus diesem und anderen Gründen wird beim Transport der „Castoren“ durch eine Transporthaube geschützt. Da diese einen starken Einfluss auf die Wärmeabfuhr des Behälters hat, werden bei der Planung und Auslegung auch die wärmetechnische Wechselwirkung zwischen Behälter und Haube berücksichtigt.

Mit Hilfe von Strömungssimulationen (CFD Computational Fluid Dynamics) kann das gesamte Strömungs- und Temperaturfeld innerhalb und außerhalb des Behälters und der Transporthaube berechnet werden. In diesen Simulationen werden sowohl Wärmestrahlung, Wärmeleitung und freie Konvektion in den einzelnen Komponenten berücksichtigt. Ziel dieser Vorgehensweise ist es, bereits in der Auslegungsphase des Behälters nicht nur näherungsweise, sondern mit hoher Genauigkeit die lokalen Temperaturen des gesamten Behälters zu berechnen und zu bewerten.

Neben diesem Einsatzgebiet eröffnen die CFD Rechnungen neue Möglichkeiten die Form des Behälters und der Haube bezüglich der Wärmeabfuhr zu optimieren, um die für die Zukunft geplanten Transporte und Einlagerungen von Brennelementen mit höherer Wärmeleistung gewährleisten zu können.