(GRS-686) Methodische und programmtechnische Weiterentwicklung des Werkzeugs MCDET zur Durchführung von integrierten deterministisch-probabilistischen Sicherheitsanalysen

Förderkennzeichen RS1570

In dem Vorhaben RS1570 mit wurden methodische und programmtechnische Weiterentwicklung des Werkzeugs MCDET zur Durchführung von integrierten deterministischprobabilistischen Sicherheitsanalysen durchgeführt. Das Vorhaben bezieht sich auf das in /BMWI 21/ festgeschriebene Forschungsgebiet A zur ‚Reaktorsicherheit‘ und dort insbesondere auf die Zielsetzung der Forschungsförderung im FuE-Bereich A3 zur ‚Wechselwirkung Mensch-Technik und robabilistische Sicherheitsanalysen‘.

Zur Fortführung der Weiterentwicklung des Analysewerkzeugs MCDET (Monte Carlo Dynamic Event Tree) und des CrewModuls zur dynamischen Modellierung und Simulation von menschlichen Handlungsabläufen unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und Abhängigkeiten des Handlungsablaufs von Prozesszuständen wurden im Vorhaben RS1570 Arbeiten zu folgenden Themen durchgeführt:

• Erweiterung des Methodenspektrums für MCDET-Analysen. Dazu wurden zusätzliche Methoden entwickelt, mit denen zum einen Simulationsergebnisse aus der Anwendung von MCDET mit einem Rechenprogramm ausgewertet werden können und zum anderen die Einsatzmöglichkeiten von MCDET erweitert werden. So wird unter anderem eine mathematisch-statistische Methode zur Quantifizierung von Einflussgrößen auf Ergebniscluster bereitgestellt. Des Weiteren wurde eine Methode zur Ermittlung von Primimplikanten bereitgestellt, mit der im Rahmen von MCDET-Analysen zusätzlich Ereignisse für Primimplikanten berücksichtigt werden, die z. B. durch die Zeitpunkte ihres Auftretens gekennzeichnet sind.Daneben wurden auch programmtechnische Methoden entwickelt, mit denen die Reproduzierbarkeit von MCDET-Analysen gewährleistet werden können und bereits erstellte dynamische Ereignisbäume nachträglich erweitert werden können, ohne dies insgesamt neu berechnen zu müssen. Durch nachhaltige, moderne Implementierungskonzepte wurden diese Methoden so umgesetzt, dass die technischen Ressourcen (Rechenzeit, Rechenaufwand und verfügbarer Speicherplatz) effizient genutzt werden.
• Weiterentwicklung des Scheduling-Systems zum flexiblen und effizienten Einsatz von MCDET. Wesentliche Weiterentwicklungen zum Scheduling-System sind die Umstellung des MCDET-Eingabeformats auf Python-Basis und die damit verbundene Umstellung des MCDET-Kerns. Weitere wichtige Weiterentwicklungen sind die Umstellung des Crew-Moduls von MCDET auf Python-Basis und die Kopplung des Crew-Moduls mit der neuen Scheduler-Version von MCDET.
• Weitentwicklung der interaktiven Anwendung von MCDET. Wichtige Weiterentwicklungen beziehen sich auf die Erstellung des MCDET-Eingabedatensatzes, der durch das neue Python-basierte Eingabeformat den Nutzer interaktiv durch eine standardisierte Syntax und eine klare Eingabestruktur unterstützt, das Starten und Monitoren von Simulationsprozessen des Tandems MCDET/Rechenprogramm und auf die Auswertung der Simulationsergebnisse. Die Schritte des Postprocessings und die dafür geeigneten Visualisierungsmethoden wurden verfeinert und beispielhaft in Form von Jupyter Notebooks implementiert