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Projekte der GRS in der Reaktorsicherheitsforschung

© iStockphoto.com/ marilookDie Forschungs- und Entwicklungsarbeit der GRS konzentriert sich im Wesentlichen auf die Tätigkeitsgebiete Kernverhalten, Kernschmelzvorgänge, Transienten und Leckereignisse im Kühlkreislauf, Stör- und Unfallverhalten, Sicherheitseinschluss und strukturmechanisches Verhalten von Komponenten. Die Entwicklung von Methoden ist dabei eine wichtige Aufgabe. Ein Schwerpunkt ist hier die Entwicklung und Validierung von Simulationsprogrammen, die sich mit der Sicherheit von Reaktoren beschäftigen.

Nicht nur die GRS wendet diese Methoden in ihren Stellungnahmen, Gutachten und Analysen zur Wahrscheinlichkeit von Ausfällen an. Mehr als 50 Organisationen in Deutschland (z. B. der TÜV) und im Ausland profitieren von diesen Entwicklungen und greifen auf GRS-Programme zurück. Exemplarisch sind hier die wesentlichen deterministischen und probabilistischen Programme der GRS aufgeführt, mit denen sich Stör- und Unfälle aber auch Alterungs- und Detailphänomene simulieren lassen.

Hauptauftraggeber der GRS im Bereich der Reaktorsicherheitsforschung ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Auf der Basis der Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung werden die jeweiligen anwendungsorientierten Arbeiten in die interdisziplinären Analysen zur wissenschaftlichen Fachberatung der Bundesaufsicht einbezogen.

Simulationsprogramme der Reaktorsicherheit im Überblick (Quelle: GRS)

Simulationsprogramme zur Strukturmechanik
Simulationsprogramme zur Strukturmechanik befassen sich mit der Sicherheit und Lebensdauer von Komponenten in Kernkraftwerken, zum Beispiel mit Containment-Strukturen, Rohrleitungen, Behältern und Brennstab-Hüllrohren. GRS-Programme zur Strukturmechanik sind PROST und TESPA-ROD.

Simulationsprogramme zur Thermohydraulik und zum Ablauf schwerer Störfälle
Die GRS entwickelt Rechencodes, die das Brennstab- und Kernverhalten und den Ablauf schwerer Störfälle simulieren, unter anderem zählen hierzu ASTEC, COCOSYS, ATHLET, ATHLET-CD.

Simulationsprogramme zur Reaktorphysik
Simulationsprogramme der GRS, die sich mit Phänomenen rund um das Thema Kernspaltung beschäftigen, sind QUABOX-CUBBOX, TORT-TD und KENOREST.

Simulationsprogramme zur Unsicherheitsanalyse
Programme zur Analyse der Aussagensicherheit von Rechenprogramm-Ergebnissen (z.B. SUSA) untersuchen und bewerten unsichere Größen – Parameter, Modellannahmen, Algorithmen – in diesen Rechenprogrammen, um die Auswirkung ungenauer Eingabewerte in Rechenprogrammen zu quantifizieren.

Analysesimulator ATLAS
Der Analysesimulator ATLAS ist eine Simulationsumgebung, die zur Visualisierung von Daten und zur interaktiven Steuerung dynamischer Prozesse in Kernkraftwerken genutzt wird. Eingesetzt wird ATLAS deshalb z. B. für die Aus- und Weiterbildung von Personal aus Kernkraftwerken.