TESPA-ROD

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Brennstab-Code für Auslegungsstörfälle

TESPA-ROD ist ein Simulationsprogramm, mit dem die Belastungen eines Brennstabs für Kühlmittelverluststörfälle und Reaktivitätsstörfälle bestimmt werden können. Dabei berücksichtigt das Simulationsprogramm die material-, abbrand- und temperaturabhängigen Eigenschaften des Hüllrohrs und der Pellets. Es basiert auf dem Programm TESPA (Temperature and Strain Probabilistic Analysis), das von der GRS bis Ende der achtziger Jahre entwickelt wurde und seitdem von Gutachtern zur Bestimmung des Kernschadensumfangs eingesetzt wird.

Funktionsumfang des Programms
TESPA-ROD ermöglicht eine Berechnung des Brennstabinnendrucks sowohl für den betrieblichen Bereich als auch für den Bereich der Störfalltransiente. Dies wird möglich, weil über die Betrachtung eines Brennstabquerschnitts hinausgehend unterschiedliche Spaltgasräume im gesamten Brennstab hinsichtlich Spaltgasansammlung und -temperatur unterschieden werden.

TESPA-ROD ist mit Korrelationen und Berechnungsgleichungen ausgestattet, die abbrandabhängige Pellet-Eigenschaften wie die Wärmeleitfähigkeit, das Schwellen, das Nachverdichten und die radiale Brennstoffverlagerung ermitteln. Ferner werden die betriebliche sowie die transiente Freisetzung von Spaltgas im Brennstab berechnet. Weiterhin werden die durch Oxidation in Wasserdampfatmosphäre ins Hüllrohr gelangten Sauerstoff- und Wasserstoffmengen (sekundäre Hydrierung) ermittelt. Diese Aufnahmemengen von Wasserstoff und Sauerstoff sind in TESPA-ROD maßgeblich für die Ermittlung der Belastungsgrenze der Brennstabhülle. Somit kann TESPA-ROD ein Intaktbleiben oder auch ein Brennstabversagen der Hülle feststellen.

Analysespektrum von TESPA-ROD
TESPA-ROD gestattet die Analyse von unterschiedlichen Pellet-Brennstoffen wie UO2-, MOX- und Gadolinium-Brennstoffen. Es ermöglicht Dehn- und Berstanalysen zu den Hüllrohrtypen Zry-4, Zry-2, M5, DUPLEX, ZIRLO und E110. Es stellt optional zwei Methoden zur Berechnungen der Gefügeumwandlung des Hüllrohrs bereit. Hierbei gestattet eine der Methoden die Bestimmung des Gefügezustands anhand eines Dynamikmodells.

TESPA-ROD ermöglicht eine Analyse des Spannungszustands im Hüllrohr, wobei elastische und plastische Dehnungen als Folge eines Pellet/Hülle-Festkörperdrucks behandelt werden können. Insbesondere hierdurch ist das Analysespektrum auf RIA-Transienten erweitert worden.

Schnittstellen zu anderen GRS-Programmen
Das Rechenprogramm TESPA-ROD besitzt eine Schnittstelle zum Rechenprogramm SUSA der GRS, so dass eine Berechnung des Kernschadenumfangs mit quantifizierter Modellunsicherheit durchgeführt werden kann.