(GRS-794) Weiterentwicklung numerischer Methoden zur Freisetzungs- und Dosisberechnung für hochdynamische SEWD auf Kernbrennstofftransporte

Förderkennzeichen 4721R01640

Im Rahmen der Betrachtung möglicher Risikoszenarien bei Kernbrennstofftransporten wird in diesem Vorhaben der mögliche Austritt radioaktiver Stoffe infolge der Einwirkung panzerbrechender Waffen mit Hohlladungsprinzip auf Transport- und Lagerbehälter untersucht. Dazu werden numerische Untersuchungen zu den hochdynamischen Prozessen durchgeführt, die durch solche Einwirkungen ausgelöst werden. Insbesondere das Austreten von mit radioaktiven Partikeln beladenen Gasen als Freistrahl durch ein kleines Loch im beschädigten Behälter steht dabei im Mittelpunkt.

Im vorangegangenen Forschungsvorhaben „Experimentelle Untersuchungen eines diskontinuierlichen Freistrahls infolge Hohlladungseinwirkung“ /GRS 23/ wurden wesentliche experimentelle Daten zur Charakterisierung eines instationären partikelbeladenen Freistrahls gewonnen. Aufbauend auf diesen experimentellen Grundlagen wird ein numerisches Modell zur Simulation des Freistrahls und seiner relevanten Einflussgrößen mittels Computational Fluid Dynamics entwickelt. Eine Vielzahl von Simulationen wird unter verschiedenen Anfangs- und Randbedingungen sowie unter Variation relevanter Parameter durchgeführt. Die Simulationsergebnisse werden detailliert ausgewertet, um den Einfluss verschiedener Parameter zu quantifizieren und mögliche Konsequenzen abzuleiten. Darüber hinaus erfolgt eine Analyse der gewonnenen Erkenntnisse im Hinblick auf eine Anwendung zur Optimierung der Bewertung von Kernbrennstofftransporten.
Insgesamt zeigt dieser Bericht, dass Simulationen zu dieser Thematik nachvollziehbar und reproduzierbar durchgeführt werden können. Es werden Methoden und Modelle vorgestellt, mit denen in Zukunft Fragestellungen zur Ausbreitung schneller und zielgerichteter gelöst werden können. Darüber hinaus werden die Auswirkungen von Parametervariationen sowie die Wirkung einer im Ausbreitungsgebiet befindlichen Haube eingeordnet.