KENOREST

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Quelle: GRSKENOREST ist ein von der GRS entwickeltes Reaktivitäts- und Nuklidinventarprogramm. Haupteinsatzgebiet ist die Berechnung von Nuklidinventaren abgebrannter Kernbrennstoffe aus Leichtwasserreaktoren. Auch zur Berechnung von Leistungsverteilungen, Voidkoeffizienten und anderen Reaktivitätsparametern eines Brennelements während des Reaktorbetriebs kann KENOREST eingesetzt werden. KENOREST erlaubt eine zwei- oder dreidimensionale, stabweise „pin by pin“-Modellierung von Brennelementen und deren Umgebung im Reaktorkern und kann den Abbrand in jeweils zwei- oder dreidimensionaler Verteilung errechnen.

Eine Einteilung jedes Brennstabes in bis zu 49 radiale Ringzonen mit äquivalenten Volumina ist ebenfalls möglich. Bei ausreichendem Aufwand an Rechenzeit ist dies für jeden einzelnen Brennstab und für jede axiale Brennstabhöhe prinzipiell möglich. Zusätzlich können in DWR-, WWER- oder SWR-Brennelementen axial und radial unterschiedliche Anreicherungen oder Brennstoffsorten verwendet werden.

Verbindung der Programme KENO und OREST
KENOREST ist eine stabweise Verknüpfung des eindimensionalen Abbrandcodes OREST zur Inventarberechnung mit dem dreidimensionalen Monte-Carlo-Programm KENO zur dreidimensionalen Berechnung des Neutronenflusses und des Multiplikationsfaktors. In KENO werden dabei die Stabzellen als quadratische oder hexagonale Einheitszellen abgebildet, während OREST eine zylindrische infinite Wigner-Seitz-Zelle zur Darstellung des jeweiligen Brennstabs verwendet. Bei der neutronenphysikalischen Kopplung der beiden Codes wird die Moderation dieser Zelle in OREST von KENOREST automatisiert so gewählt, dass der Neutronenfluss in dieser Zelle sich äquivalent zu dem in KENO errechneten Fluss an dieser Stelle im Brennelement einstellt (sog. Flux Equivalent Cell Method, FEC-Verfahren). Dabei wird die Moderatorfläche jeder Zelle oder die Moderatordichte analog verändert.

Die Spektralrechnung und Resonanzbehandlung innerhalb OREST wird dabei vom Code HAMMER mit erweiterten Bibliotheken durchgeführt. Die hier errechneten Querschnitte werden in KENO rückgeführt. Damit wird ein Reaktionsratengleichgewicht zwischen dem eindimensionalen und dem mehrdimensionalen Verfahren erzielt. Mit dem FEC-Verfahren können lokale Spaltratenverteilungen und Abbrandrechnungen auch sehr heterogener Brennstoffbereiche erfasst werden.

Versionsgeschichte
Die erste Version von KENOREST war 1998 verfügbar. Die Vorarbeiten dazu begannen bereits 1986. Seit der Version 2004 verwendet KENOREST eine erweiterte ORIGEN-Version analog zu GRS-ORIGEN-X als Inventarberechnungscode und greift auf Wirkungsquerschnitte aus den Bibliotheken JEF-2.2, ENDF/B-VI, JENDL-3.2 und EAF97 zurück. Gegenüber dem Standard-ORIGEN sind erweiterte Reaktionsratenberechnungen möglich.

In der Version 2006 sind zusätzlich Spaltausbeuten und Zerfallsdaten von ENDF/B-VI implementiert (vorher: ENDF/B-V). Dabei sind die Zerfallsdaten einiger Spaltprodukte dieser Datenbasis so angehoben, dass alle derzeit verfügbaren Experimente zur Nachzerfallsleistung auch im Kurzzeitbereich nach Abschaltung eines Reaktors ohne Unterschätzung wiedergegeben werden können. Geplante Weiterentwicklungen KENOREST zielen auf SWR-Bündelrechnungen bei teilweise eingefahrenem Steuerstabkreuz.