(GRS-549) Vertiefte Validierung ATHLET und ATHLET-CD
Förderkennzeichen RS1548
Im Rahmen des Forschungsvorhabens RS1548 wurden im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie Arbeiten zur Validierung der Rechenprogramme ATHLET und ATHLET-CD im GRS-Programmpaket AC² anhand von internationalen Integral- und Einzeleffektversuchen durchgeführt. Die Arbeiten umfassten im Wesentlichen Voraus- und Nachrechnungen von ausgewählten Experimenten und die Mitarbeit in versuchsbegleitenden Arbeitsgruppen.
Zur Überprüfung der thermohydraulischen Modelle in ATHLET wurden 13 Integralexperimente herangezogen, wobei vor allem kleine und mittlere Lecks sowie Station Blackout betrachtet wurden. Die für die Validierung zugrundeliegenden Experimente sind größtenteils Bestandteil internationaler Programme der OECD, worin auch Benchmarks mit anderen fortschrittlichen Systemcodes durchgeführt wurden. Darüber hinaus wurden auch passive Systeme zur Nachwärmeabfuhr in einer Integralanlage sowie eines dafür konzipierten Versuchsstandes betrachtet. Die Modellbasis von ATHLET für neue Arbeitsmedien wurde untersucht und anhand eines Szenarios für den PBMR bewertet.
Die Arbeiten zu ATHLET-CD umfassten fünf Experimente, die aktuelle Themen wie Lufteinbruch und Accident Tolerant Fuel, aber auch SWR- und WWER-Konfigurationen betrachten. Darüber hinaus wurde für den Versuch PHÉBUS FPT3 auch das Spaltproduktverhalten untersucht und eine Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Abschließend wurde ein Szenario in einem generischen DWR mit AC2 simuliert, wobei die Programme ATHLET-CD und COCOSYS angewendet wurden, um das Zusammenwirken der einzelnen Programme und Module zu bewerten. Die Ergebnisse der Simulationen zeigen, dass sowohl ATHLET als auch ATHLET-CD die wesentlichen Phänomene während der untersuchten Experimente nachbilden können.
Durch die Validierungsrechnungen wurden Stärken und Schwächen der Programme erkannt sowie deren gesamte Leistungsfähigkeit bewertet und Vorschläge für weitere Programmverbesserungen und Entwicklungen erarbeitet. Insbesondere während des Freigabeprozesses für die aktuelle Version ATHLET 3.2 und ATHLET-CD 3.2 im Programmsystem AC2 2019 wurde noch Verbesserungspotential erkannt und für die Freigabeversion umgesetzt. Um den Validierungsstand von ATHLET und ATHLET-CD in Zukunft aktuell und umfassend zu halten, soll der Jenkins-Server der GRS für automatische Regressionstests verstärkt auch für die automatisierte Wiederholung von Validierungsrechnungen eingesetzt werden, die dann von Experten ausgewertet werden