MCDET

Wer das Risiko von Unfällen in Kernkraftwerken berechnen möchte, muss viele verschiedene Faktoren berücksichtigen. Unter anderem müssen die Forscher in Betracht ziehen, dass bei Eintritt eines Störfalls sowohl das Verhalten der Sicherheitssysteme als auch der Ablauf von Personalhandlungen und die Prozessdynamik zufälligen („stochastischen“) Einflüssen unterworfen sind und deshalb unterschiedliche Abläufe mit unterschiedlichen Eintrittswahrscheinlichkeiten möglich sind.

Unfallabläufe sind durch Wechselwirkungen zwischen System- und Prozessdynamik, Personalhandlungen sowie stochastischen Einflussfaktoren entlang der Zeitachse gekennzeichnet (durch Anklicken vergrößern) (Quelle: GRS)Die GRS hat in den letzten Jahren eine Methode entwickelt, die eine Simulation von Unfallabläufen mit gleichzeitiger Risiko-Bewertung erlaubt: die MCDET-Methode (Monte Carlo Dynamic Event Tree). Die Methode ist eine Kombination der Monte-Carlo-Simulation und der dynamischen Ereignisbaum-Methode (Dynamic Event Tree (DET)). Ihr besonderes Merkmal ist, dass sie die komplexen Wechselwirkungen von Prozess- und Systemdynamik, Personalhandlungen sowie den stochastischen Einflussfaktoren im zeitlichen Verlauf simulieren kann.

Kopplung mit anderen Codes
Das MCDET-Simulationswerkzeug kann prinzipiell mit jedem deterministischen Rechencode für Stör- und Unfallsimulationen gekoppelt werden (z. B. ATHLET oder MELCOR). Für die Simulation situationsabhängiger Abläufe menschlichen Handelns steht zusätzlich ein Crew-Modul zur Verfügung.

Berücksichtigung von Unsicherheiten im Kenntnisstand
Mit der MCDET-Methode können auch Unsicherheiten aufgrund von ungenauem Kenntnisstand berücksichtigt werden. Ihr Einfluss hat Auswirkungen auf die  Aussagesicherheit der Simulationsergebnisse, d. h. auf die Genauigkeit, mit der die Simulationsergebnisse der Realität entsprechen. Zur Quantifizierung der Aussagesicherheit bietet die MCDET-Methode verschiedene Ansätze.

Schematische Darstellung einer Stichprobe von dynamischen Ereignisbäumen in der Zeit-Ereignis-Ebene (links) und in der Zeit-Zustands-Ebene (rechts)  (durch Anklicken vergrößern) (Quelle: GRS)Anwendungsbereiche
Die Leistungsfähigkeit des MCDET- Simulationswerkzeugs konnte bereits in mehreren Anwendungen unter Beweis gestellt werden, darunter die Analyse eines Station-Black-Out-Szenarios und einer Notfallmaßnahme. Eine weitere Anwendung wird sich auf den sehr komplexen Ablauf eines Brandszenarios einschließlich von Brandbekämpfungsmaßnahmen beziehen.

Zu den zukünftigen Weiterentwicklungen gehören die Entwicklung einer anwenderfreundlichen Benutzeroberfläche, die Visualisierung der Ergebnisse sowie die weitere Reduzierung des Rechenzeitaufwands.