(GRS 470) Untersuchungen zu Validierungsmöglichkeiten von Rechencodes für Kritikalitäts- und Abbrandrechnungen von Siedewasserreaktor-Brennstoff

Autor: 
M. Behler, V. Hannstein, R. Kilger, F. Sommer, M. Stuke
Jahr: 
2017

Die Anwendung des Abbrandkredit-Verfahrens auf Siedewasserreaktoren ist aufgrund der erhöhten Komplexität und Heterogenität schwieriger als bei Druckwasserreaktoren: Stark variable Anreicherungen, komplexe Brennelementgeometrien, teillange Brennstäbe und starke axiale Variationen der Moderatordichte erschweren den Nachweis abdeckender Bestrahlungsbedingungen. Im Rahmen des vorliegenden Berichts wurde untersucht, ob, inwieweit und unter welchen Randbedingungen eine Abbrandberücksichtigung in Kritikalitätssicherheitsanalysen für Anordnungen mit bestrahlten Brennstoffen aus Siedewasserreaktoren auf Basis der frei verfügbaren experimentellen Daten und unter zusätzlicher Anwendung stochastischer Methoden durchführbar ist. Zu diesem Zweck wurden die vorhandenen Methoden zu stochastischen Analyse angepasst und weiterentwickelt, um auf die spezifischen Bedingungen des Siedewassereaktors gezielt eingehen zu können. Ziel war dabei einen ersten Überblick zu erhalten, ob ein praktikables Verfahren zur Anwendung von Abbrandkredit für SWR-Brennelemente abgeleitet werden kann.

Da die verschiedenen relevanten Größen, wie z. B. Moderatordichte und axiales Leistungsprofil, stark miteinander korreliert sind, wurde diese Analyse mit dem GRS-Programm zur Unsicherheitsanalyse SUnCISTT unter Verwendung eines im Rahmen des Vorhabens entwickelten vereinfachten Modells zur konsistenten Berücksichtigung der Bestrahlungsbedingungen durchgeführt. Dies ermöglicht im Unterschied zu herkömmlichen Variationsrechnungen, bei denen jeder Parameter separat untersucht wird, eine gleichzeitige Analyse aller involvierten Effekte.