Projektbeschreibung

Probabilistische Sicherheitsanalysen (PSA) sind Stand von Wissenschaft und Technik bei der Sicherheitsbewertung von Kernkraftwerken. Sie finden Anwendung im Rahmen von periodischen Sicherheitsüberprüfungen bestehender Anlagen, und werden international bei der Planung neuer Anlagen und zur Bewertung von Entscheidungsalternativen z.B. im Aufsichtsverfahren herangezogen.
Die hierbei traditionell angewendeten Methoden (Ereignis- und Fehlerbaumanalyse) sind ihrer Natur nach statisch, und bilden die Zeitentwicklung nur implizit ab. Seit einigen Jahren gibt es unter dem Stichwort „dynamische PSA“ verschiedene Bestrebungen, die angewendeten Methoden um die Zeitentwicklung zu ergänzen. Hierbei kommen phänomenologische Modelle der modellierten Gegenstände zum Einsatz (bis hin zu einem vollständigen thermohydraulischen Modell der Anlage). Damit ist es vielfach möglich, realistischer zu modellieren und die in klassischen PSAs vorhandene Konservativitäten abzubauen.
In diesem Vorhaben wird der Stand von Wissenschaft und Technik auf dem Gebiet der probabilistischen Sicherheitsanalyse verfolgt. Das Vorhaben trägt so zum Erhalt der Beratungs- und Bewertungskompetenz des BASE auf diesem Gebiet bei. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem detaillierten Verständnis der wichtigsten Methoden auf dem Gebiet der dynamischen PSA. Die Dokumentation soll in Form eines Review-Artikels erfolgen.

Projektbeschreibung

In diesem Inhouse-Forschungsprojekt wird die Bestrahlung von ATF-Brennstäben (aus dem Englischen: „Accident-tolerant fuel rods“) mit den Rechenprogrammen OpenMC und FISPACT-II simuliert. Dies soll inventarspezifische Vergleiche mit gewöhnlichen Brennstäben und davon ableitbare Aussagen zu Sicherheitseigenschaften und Abfallströmen ermöglichen.
Die delegierte Verordnung (EU) 2022/1214 vom 9. März 2022 beschreibt ATF als „unfalltolerante Brennstoffe für Kernkraftwerke, die einen zusätzlichen Schutz bei Unfällen aufgrund struktureller Schäden an Brennelementen oder Reaktorkomponenten aufweisen [sollen] […]“. Weiterhin fordert die Verordnung den Einsatz von ATF als Voraussetzung, um die Nutzung der Kernenergie im Sinne der Taxonomieverordnung der Europäischen Union als nachhaltige Übergangstechnologie anzuerkennen. Somit ist der Betrieb von Kernkraftwerken mit ATF insbesondere in der EU absehbar. Um diese Entwicklungen beurteilen zu können, wird in diesem Forschungsprojekt Kompetenz in der Simulation von Kernreaktionen unter Einbeziehung aktueller Kerndatenbibliotheken aufgebaut.
Eine der ersten Aufgaben ist es den vorgeschlagenen Arbeitsfluss anhand einer experimentell gemessenen Kernbrennstoffprobe zu validieren und mit Referenzlösungen anderer Codes zu vergleichen. Die Auswahl der Probe erfolgt aus der SFCOMPO 2.0 Datenbank der OECD/NEA, die frei verfügbare radiochemische Analyseproben aus kommerziellen Druckwasser- und Siedewasserreaktoren enthält.

Projektbeschreibung

Anlass der Arbeiten ist, dass in vielen Ländern Neuanlagen geplant werden oder bereits im Bau sind. Beispiele hierfür sind: Finnland (WWER-1200), Türkei (WWER-1200), Großbritannien (AP1000, HPR-1000, UK EPR), Ungarn (WWER-1200), und Weißrussland (WWER-1200). Deshalb soll eine Bewertungsgrundlage für die Leittechnik von in Bau befindlichen oder geplanten ausländischen Kernkraftwerken erarbeitet werden. Um dieses Ziel zu erreichen, soll für Neubauvorhaben ermittelt werden, welche Leittechnik hierbei zum Einsatz kommen soll, und nach welchen Grundsätzen diese ausgelegt ist. In einem nachfolgenden Schritt soll die identifizierte Leittechnik hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Eigenschaften analysiert werden.

Flankiert wird diese Recherche-Tätigkeiten durch die Mitarbeit in einem Projekt der OECD/NEA Arbeitsgruppe WGRISK („Working Group on Risk Assessment“). Im Rahmen dieses Projekts sollen Leittechniksysteme unter realistischen Bedingungen im Rahmen eines internationalen Benchmarks probabilistisch modelliert werden. Diesen Arbeiten ging eine Mitarbeit im DIGMAP-Projekt („Comparative application of DIGital I&C Modeling Approaches for PSA“) der WGRISK voraus. Hierbei wurde ein Leittechnik-Referenzsystem modelliert und die Ergebnisse in einem internationalen Benchmark verglichen.