Diana Bachurina (KIT)

Diana Bachurina ist Materialwissenschaftlerin am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Bereich Hochtemperatur‑Werkstoffchemie am Institut für Angewandte Materialien. Nach ihrer wissenschaftlichen Ausbildung mit Stationen an der Nationalen Forschungsuniversität für Kernkraft MEPhI in Moskau beschäftigt sie sich seit Jahren mit der Entwicklung und Untersuchung neuartiger Werkstoffe für extreme Einsatzbedingungen.
Im Mittelpunkt ihrer Forschung stehen Sicherheitsbewertungen von Materialien für Kernreaktoren, mit derzeitigem besonderem Fokus auf dem Verhalten moderner und fortschrittlicher Brennstabhüllmaterialien bei nuklearen Unfällen sowie unter Bedingungen der Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente. Ihre Arbeiten leisten einen wichtigen Beitrag zur Lösung zentraler Herausforderungen der Kernenergie, indem sie ihre Expertise zu Materialien für Fusions- und Fissionsanwendungen einbringt.
Diana Bachurina ist Autorin zahlreicher wissenschaftlicher Publikationen mit internationaler Sichtbarkeit; ihre Forschung wurde mehrfach zitiert und findet breite Anerkennung in der Fachcommunity. 
Im Interview spricht sie über ihren wissenschaftlichen Werdegang, ihre Motivation und darüber, welche Rolle Materialforschung für die Sicherheit heutiger und zukünftiger Energiesysteme spielen kann.

Interview:

Woran arbeitest du gerade?

Diana Bachurina: Derzeit arbeite ich an verschiedenen Themen, die alle mit der nuklearen Sicherheit zusammenhängen. Es gibt dabei hauptsächlich zwei Richtungen: unfalltolerante Brennstoffe (Accident-Tolerant Fuel, ATF) und abgebrannte Brennelemente.
Im Bereich ATF untersuchen wir neue bzw. weiterentwickelte Materialien und bewerten, ob sie den Bedingungen eines nuklearen Unfalls standhalten können. Genauer gesagt untersuche ich das Verhalten von Brennstabhüllrohren unter Unfallbedingungen. Nach dem Fukushima-Unfall ist die Entwicklung sogenannter unfalltoleranter Brennstoffe stark vorangetrieben worden – also Brennstoffe, die im Falle eines Unfalls weniger wahrscheinlich zu Explosionen führen.
Ein weiteres wichtiges Thema in Deutschland ist die trockene Lagerung abgebrannter Brennelemente. In unserer Forschungsgruppe untersuchen wir, wie sich Materialeigenschaften in der Umgebung einer Zwischenlagerung (vor der Endlagerung) verändern. Konkret analysieren wir, wie sich Wasserstoff (der während des Betriebs aufgenommen wird) in den Hüllrohren umverteilt und ob dies ein Risiko darstellt, wenn diese Bedingungen über Jahrzehnte bestehen bleiben.
Meine persönlichen wissenschaftlichen Arbeiten konzentrieren sich auf Laborexperimente im kleinen Maßstab mit diesen Materialien. Das Highlight unseres Teams, das aus zwei wissenschaftlichen Gruppen besteht, ist jedoch die QUENCH-Anlage – eine einzigartige Einrichtung, die Bedingungen in nahezu realistischem Maßstab simulieren kann. Die Daten aus der Unfallforschung und der Untersuchung abgebrannter Brennelemente werden zur Entwicklung von Rechenmodellen genutzt, mit denen bisher unbekannte Szenarien vorhergesagt und geeignete Gegenmaßnahmen entwickelt werden können.

Was treibt dich persönlich an?

Diana Bachurina: Zunächst einmal habe ich einfach Freude an wissenschaftlicher Arbeit. Manchmal kann ich abends im Bett nicht aufhören, über meine Forschung nachzudenken, und plötzlich kommen mir neue Ideen. Damit ich sie nicht vergesse, schreibe ich sie auf, und am nächsten Tag bin ich motiviert, Antworten auf meine Fragen zu finden.
Ich habe auch Erfahrung in der Industrie gesammelt, wo mir jedoch oft die Freiheit und Kreativität gefehlt haben, die die Forschung bietet. Gleichzeitig besteht in der Wissenschaft immer die Gefahr, das Hauptziel aus den Augen zu verlieren. Deshalb sind Fokus zu bewahren und kontinuierlich Antworten zu finden meine größten Antriebskräfte.

Welche Herausforderungen siehst du für dich in der nächsten Zeit?

Diana Bachurina: In letzter Zeit hat die Forschungsgemeinschaft große Fortschritte bei der Entwicklung fortschrittlicher und sichererer Brennstabhüllrohre gemacht, und wir werden diese wahrscheinlich bald in realen Anwendungen sehen. Dennoch ist unsere Arbeit noch lange nicht abgeschlossen.
Sowohl die Wissenschaft als auch die Industrie unternehmen derzeit die ersten Schritte hin zu noch weiterentwickelten Materialien, darunter Siliziumkarbid-Verbundwerkstoffe. Dieses Material hat seine Vorteile bereits im Labormaßstab gezeigt. Unsere nächste Herausforderung besteht darin, Wege zu finden, die QUENCH-Anlage so anzupassen, dass wir dieses Material unter relevanten Unfallbedingungen testen können.

Was würdest du dir für deine Forschung in Zukunft wünschen?

Diana Bachurina: Ich würde mir weniger ideologische Konflikte zwischen Befürwortern und Gegnern der Kernenergie wünschen. Meiner Ansicht nach ist die Nutzung der Kernenergie weltweit unvermeidbar, ebenso wie andere Energiequellen wie Wind- und Solarenergie. Ein ausgewogener Energiemix ist wahrscheinlich die beste Lösung.
Dies würde eine ehrlichere Kommunikation mit der Gesellschaft erleichtern und Investitionen in die Sicherheitsforschung fördern. Letztlich ist Sicherheit eine globale Gemeinschaftsaufgabe. Ich sehe, wie offene internationale Zusammenarbeit den Fortschritt in diesem Bereich vorantreibt – kein einzelnes Land kann dies allein erreichen. In solchen Kooperationen arbeiten Wissenschaft und Industrie grenzüberschreitend eng zusammen, was ich für essenziell halte. Ich hoffe, dass dieser kooperative Ansatz auch in den aktuellen turbulenten Zeiten bestehen bleibt.
Ein weiteres wichtiges Thema für mich ist die stärkere Verknüpfung von Fusions- und Fissionforschung. Ich habe meine Promotion in der Fusionsforschung gemacht und arbeite jetzt im Bereich der Kernspaltung. Dabei sehe ich großes Synergiepotenzial. Die Fissionforschung kann mit ihrer industriellen Erfahrung, Infrastruktur und ihren Rechenmethoden der Fusionsforschung helfen, unnötige Hürden zu überwinden.

Wo siehst du deine Disziplin in 5-10 Jahren?

Diana Bachurina: Es gibt bereits viele Entwicklungen in bestehenden Material-Konzepten. Ich glaube, dass wir in naher Zukunft fortschrittlichere Hüllrohrtechnologien in realen Reaktoren sehen werden. Dazu gehören Hüllrohre mit nicht nur äußerer, sondern auch innerer Chrombeschichtung.
Ein weiteres vielversprechendes Konzept ist der Einsatz von Diffusionsbarrieren, die die Sicherheit bei extrem hohen Temperaturen deutlich erhöhen können. Auch Siliziumkarbid ist ein sehr fortschrittliches Konzept, und seine erfolgreiche Anwendung in diesem Zeitraum wäre ein großer Erfolg.
Aus einer breiteren Perspektive sind diese Innovationen nicht nur für klassische Kernkraftwerke relevant, sondern auch für neue Technologien wie kleine modulare Reaktoren (SMR) und Fusionsreaktoren. Ich erwarte eine stärkere interdisziplinäre und konzeptübergreifende Zusammenarbeit, um Wissen optimal zu nutzen und den Fortschritt zu beschleunigen.