(GRS-772) Vertiefte Untersuchungen zu hochdichten niederangereicherten Brennstoffen für Forschungsreaktoren

Förderkennzeichen 4721R01321

Die Umrüstung von Forschungsreaktoren (FR) von hochangereichertem Brennstoff (Highly Enriched Uranium, HEU, Anteil an 235U > 90 %) auf niederangereicherten Brenn-stoff (Low-Enriched Uranium, LEU, Anteil an 235U < 20 %) wird international u. a. aufgrund von Proliferationsrisiken verstärkt vorangetrieben. Auch die Umrüstung von deutschen Forschungsreaktoren wurde in diesem Zusammenhang durchgeführt und wird auch weiterhin in Betracht gezogen.

Die Umrüstung eines Reaktorkerns von HEU auf LEU ist in der Regel mit einer Verringerung sowie einer Änderung der räumlichen Verteilung der Neutronenflussdichte verbunden. Bei Forschungsreaktoren ist aber zumeist die Verfügbarkeit einer möglichst hohen Neutronenflussdichte an einem definierten Ort entscheidend für die Nutzung des Reaktors. Vorhandene experimentelle Einrichtungen, wie kalte oder heiße Quellen, und Strahlrohre sind auf die Lage des Maximums der Neutronenflussdichte optimiert, so dass Veränderungen gravierende Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit der Neutronenquelle für den Wissenschaftsbetrieb haben können. Die Kompensation der Abnahme der Neutro-nenflussdichte ist daher immer auch Teil der Planungen des Umrüstungsprozesses. Hierfür werden u. a. konstruktive Änderungen des Kernaufbaus und die Verwendung innovativer Brennstoffe mit einer höheren Spaltstoffdichte in Betracht gezogen. Die Umrüstungen sind sicherheitstechnisch relevante Veränderungen der Anlagen, die somit auch regulatorischen Anforderungen entsprechen müssen. Die Überprüfung des Sicherheitsniveaus der Anlage ist mit den Umrüstmaßnahmen erneut durchzuführen. Hierbei stellen stationäre und dynamische deterministische Sicherheitsanalysen ein wichtiges Instrument dar, um die inhärenten Sicherheitseigenschaften des Reaktorkerns sowie die Wirksamkeit der Sicherheitssysteme zur Gewährleistung der Einhaltung der Schutzziele unter den neuen Bedingungen zu prüfen.