(GRS 336) Quantifizierung der Rechengenauigkeit von Codesystemen zum Abbrandkredit durch Experimentnachrechnungen

Um in der Kritikalitätssicherheitsanalyse für Systeme mit bestrahlten Kernbrennstoffen die reaktivitätsmindernde Wirkung des Abbrands zu berücksichtigen („Abbrandkredit“), werden numerische Methoden zur Bestimmung des anreicherungs- und abbrandabhängigen Nuklidinventars („Abbrandcode“) sowie des Neutronenmultiplikationsfaktors keff („Kritikalitätscode“) eingesetzt. Um belastbare Aussagen zu treffen, wird für beide Rechenverfahren die systematische Abweichung der Rechenergebnisse vom wahren Wert, der Bias und seine Unsicherheit, durch Nachrechnung und Auswertung hinreichend vieler geeigneter Experimente quantifiziert. Diese Quantifizierung ist spezifisch für den jeweiligen Anwendungsfall und wird auch als Validierung bezeichnet.
Die GRS hat eine Methodik entwickelt, um ein Rechensystem zur Abbrandberücksichtigung bei der Kritikalitätssicherheitsanalyse für bestrahlte Brennelemente aus Druckwasserreaktoren zu validieren. Diese Methodik wurde durch Anwendung des GRS-eigenen Inventarberechnungssystems KENOREST hinsichtlich Abbrand und der Kritikalitätssequenz CSAS5 aus dem Codepaket SCALE hinsichtlich Reaktivität demonstriert. Sie umfasst einen abdeckenden sowie alternativ einen stochastischen Ansatz, die beide exemplarisch anhand eines generischen Brennelement-Lagerbeckens sowie eines generischen Transport- und Lagerbehälters demonstriert wurden. Auf Basis der frei verfügbaren radiochemischen und kritischen Experimente können derzeit die Isotope der Elemente Uran und Plutonium berücksichtigt werden.