(GRS 543) Temperaturabhängigkeit des Neutronenmultiplikationsfaktors keff für DWR-Brennelemente – GRS-Beitrag zum OECD-NEA Rechenbenchmark und weiterführende Rechnungen

Autor: 
M. Behler, V. Hannstein, F. Sommer
Jahr: 
2019

Seit kurzem sind nukleare Wirkungsquerschnitte zur Neutronenstreuung („Streudaten“) an in Eis gebundenem Wasserstoff und Sauerstoff frei zugänglich verfügbar, sodass nun, auch ohne diese Streudaten selbst erzeugen zu müssen, der Neutronenmultiplikationsfaktor für moderierte Spaltmaterialanordnungen bei Temperaturen unter 273 K adäquat berechnet werden kann. Um diesen Temperaturbereich näher zu untersuchen, wurde durch eine dedizierte Sub Group der Working Party on Nuclear Criticality Safety (WPNCS) der OECD Nuclear Energy Agency (NEA) ein Code-zu-Code-Vergleich zur Temperaturabhängigkeit des Neutronenmultiplikationsfaktors von DWR-Brennelementen initiiert, an dem auch die GRS teilnahm.

Zusätzlich zu den Analysen zum Benchmark wurden weitere Untersuchungen zur Temperaturabhängigkeit des Neutronenmultiplikationsfaktors vorgenommen, die über die eigentlichen Benchmark-Spezifikationen hinausgehen. Hierbei wurden die separaten Einflüsse der Temperaturabhängigkeiten der Moderatordichte, der Wirkungsquerschnitte und der nuklearen Streudaten auf den Neutronenmultiplikationsfaktor analysiert, die im Benchmark nur in ihrer Summe betrachtet werden.

Der vorliegende Bericht dokumentiert zum einen die Beiträge der GRS zu diesem Benchmark und diskutiert die seitens der GRS erzielten Ergebnisse. Zum anderen werden die weiterführenden Untersuchungen sowie die dabei ermittelten Resultate diskutiert.