Verfügbarkeit: Weiterentwicklung der Rechenmethoden zur Sicherheitsbewertung innovativer Reaktorkonzepte mit Perspektive P&T

Weiterentwicklung der Rechenmethoden zur Sicherheitsbewertung innovativer Reaktorkonzepte mit Perspektive P&T:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Seubert, Armin 1972- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Köln ; Garching b. München ; Berlin ; Braunschweig Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Oktober 2019
Schriftenreihe:	GRS 553
Schlagworte:	Forschungsbericht
Online-Zugang:	kostenfrei kostenfrei Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XII, 223 Seiten Illustrationen, Diagramme 30 cm
ISBN:	9783947685387

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 ZIELSETZUNG UND AUFGABENSTELLUNG.......................................................... 1 2 PLANUNG UND ABLAUF DES VORHABENS ........................................................ 3 2.1 AUSGANGSSITUATION ZU BEGINN DES VORHABENS ............................................ 4 2.1.1 REAKTORPHYSIK SCHNELLER FLUESSIGMETALLGEKUEHLTER SYSTEME EINSCHLIESSLICH QUELLGETRIEBENER UNTERKRITISCHER KONZEPTE .................................................. 4 2.1.2 THERMOHYDRAULIK SCHNELLER FLUESSIGMETALLGEKUEHLTER SYSTEME ....................... 5 2.1.3 SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION......................... 6 2.1.4 BETEILIGUNG AN DEN EU-PROJEKTEN ESNII+ UND MAXSIMA........................... 6 3 AP 1: REAKTORPHYSIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME.... 7 3.1 AP 1.1: NEUTRONENPHYSIK DER VOID-RUECKWIRKUNG NATRIUMGEKUEHLTER SYSTEME...................................................................................................... 7 3.2 AP 1.2: SICHERHEITSASPEKTE QUELLGETRIEBENER UNTERKRITISCHER SYSTEME ........ 9 3.2.1 MCNPX-MODELL DES SPALLATIONSTARGETS ...................................................... 10 3.2.2 VERGLEICH VERSCHIEDENER SPALLATIONSMODELLE VON MCNPX........................ 11 3.2.3 SPALLATIONSQUELLSTAERKE-VERTEILUNG IM TARGET .............................................. 13 3.2.4 SIMULATION EINES SPALLATIONSNEUTRONENPULSES MIT PAROS ....................... 15 3.3 AP 1.3: ENTWICKLUNG UND ERPROBUNG VON KERNMODELLEN MIT STABWEISER AUFLOESUNG .................................................................................................. 16 3.3.1 MODELLENTWICKLUNG .................................................................................... 17 3.3.2 GEKOPPELTE STATIONAERE PARCS/ATHLET-SIMULATIONEN............................. 19 3.4 AP 1.4: ERSTELLUNG VON WENIG-GRUPPEN- WIRKUNGSQUERSCHNITTSBIBLIOTHEKEN ............................................................. 22 3.4.1 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER ASTRID ........................... 22 3.4.2 STABZELLWEISE HOMOGENISIERTE PARAMETRISIERTE WIRKUNGSQUERSCHNITTSBIBLIOTHEKEN FUER ASTRID ......................................... 31 3.4.3 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER SUPERPHENIX.................... 31 3.4.4 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER SUPERPHENIX.................... 31 3.4.5 AUSWERTUNG VON PARAMETERN UND ARITHMETISCHEN FORMELN IM EINGABEDATENSATZ VON SERPENT ................................................................. 37 3.5 AP 1.5: ERSTELLUNG VON KERNMODELLEN AUSGEWAEHLTER SYSTEME ................... 38 3.5.1 DAS REAKTORKONZEPT ASTRID ................................................................... 38 3.5.2 DER SUPERPHENIX-REAKTOR ......................................................................... 40 3.5.3 DER CHINA EXPERIMENTAL FAST REACTOR (CEFR) .......................................... 46 4 AP 2: ENTWICKLUNG THERMOSTRUKTURELLER RUECKWIRKUNGSMODELLE.......... 51 4.1 AP 2.1: ENTWICKLUNG EINER METHODIK ZUR DARSTELLUNG DER WIRKUNGSQUERSCHNITTE SCHNELLER SYSTEME INKLUSIVE STRUKTURRUECKWIRKUNGEN .............................................................................. 51 4.2 AP 2.2: ERWEITERUNG DER MODELLE ZU THERMO-STRUKTURELLEN AUSDEHNUNGSEFFEKTEN ................................................................................ 53 4.2.1 RADIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL IN PAROS........................................... 53 4.2.2 AXIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL IN PAROS ............................................. 54 4.3 AP 2.3: VERIFIZIERUNG UND VALIDIERUNG .......................................................... 58 4.3.1 RADIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL............................................................ 58 4.3.2 AXIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL .............................................................. 62 4.3.3 GEKOPPELTE 3D-KERNBERECHNUNGEN ZUR LOKALEN SIMULATION DES SIEDENS VON NATRIUM ............................................................................................... 64 5 AP 3: SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION .... 69 5.1 AP 3.1: UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES MINORER AKTINIDEN IM TRANSMUTATIONSBRENNSTOFF ANHAND VON 3D-KERNBERECHNUNGEN ................ 69 5.2 AP 3.2: ERSTELLUNG VON WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTEN FUER BRENNSTOFFE MIT AKTINIDENBELADUNG ............................................................ 75 5.3 AP 3.3: BETRACHTUNG DER SICHERHEITSASPEKTE AUSGEWAEHLTER TECHNOLOGISCHER PROZESSE VON P&T .......................................................... 76 5.3.1 UEBERBLICK ZUR QUALITAET DER VERFUEGBAREN NUKLEAREN DATEN ........................... 77 5.3.2 GENERISCHE KRITISCHE ANORDNUNGEN MIT MINOREN AKTINIDEN ....................... 80 5.3.3 KRITISCHE EXPERIMENTE MIT MINOREN AKTINIDEN ............................................ 89 6 AP 4: THERMOHYDRAULIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME .................................................................................................... 97 6.1 AP 4.1: WEITERENTWICKLUNGEN IN ATHLET ................................................... 97 X 6.1.1 WEITERENTWICKLUNG DES MODELLUMFANGS ZUR BESCHREIBUNG DES SIEDENS VON NATRIUM IN KUEHLKREISLAEUFEN ................................................................. 97 6.1.2 UEBERPRUEFUNG DER ATHLET-MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DER VERDAMPFUNG VON NATRIUM ............................................................................................ 113 6.1.3 ERWEITERUNGEN VON ATHLET ZUR SIMULATION VON SALZSCHMELZEN IN KUEHLKREISLAEUFEN ....................................................................................... 125 6.2 AP 4.2: SCHNITTSTELLE FUER WAERMESTRUKTURPARAMETER .................................. 141 6.2.1 UEBERTRAGUNG DER HUELLROHRTEMPERATURVERTEILUNGEN.................................... 142 6.2.2 UEBERTRAGUNG DER TEMPERATUR DER KERNGITTERPLATTE ................................... 142 6.3 AP 4.3: ERSTELLUNG THERMOHYDRAULISCHER MODELLE SCHNELLER SYSTEME ..... 143 6.3.1 ATHLET-MODELL FUER DEN REAKTOR PHENIX ................................................. 143 6.3.2 DER PHENIX-DISSYMMETRIC-TEST ............................................................... 145 6.4 AP 4.4: KOPPLUNG OPENFOAM MIT SYSTEMCODES .................................... 149 6.4.1 TEST DES GITTERGENERIERUNGSTOOLS SNAPPYHEXMESH .................................. 150 6.4.2 GEKOPPELTE ATHLET-OPENFOAM-SIMULATION DES NATRIUMGEKUEHLTEN REAKTORS PHENIX ..................................................................................... 153 6.4.3 IMPLEMENTIERUNG EINES TURBULENZMODELLS FUER STROEMUNGEN MIT NIEDRIGEN MOLEKULAREN PRANDTL-ZAHLEN .................................................... 173 7 AP 5: BETEILIGUNG AN EU-PROJEKTEN ESNII+ UND MAXSIMA ................ 181 7.1 AP 5.1: ESNII+ (BIS 31.08.2017) ............................................................. 181 7.3 AP 5.2: MAXSIMA (BIS 31.10.2016) ........................................................ 186 8 AP 6: MITWIRKUNG AM IAEA FAST REACTOR KNOWLEDGE PRESERVATION (FRKP) PORTAL .................................................................. 187 8.1 DAS FAST REACTOR KNOWLEDGE ORGANIZATION SYSTEM (FR-KOS) DER IAEA ....................................................................................................... 187 8.2 BEISPIEL FUER DAS AUTOTAGGING EINER WISSENSCHAFTLICHEN PUBLIKATION ........ 192 9 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................... 195 9.1 REAKTORPHYSIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME ................. 195 9.2 ENTWICKLUNG THERMOSTRUKTURELLER RUECKWIRKUNGSMODELLE.......................... 196 9.3 SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION...................... 197 XI 9.4 THERMOHYDRAULIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME ............ 198 9.5 FAST REACTOR KNOWLEDGE PRESERVATION (FRKP) PORTAL ............................. 200 LITERATURVERZEICHNIS.............................................................................. 201 ABBILDUNGSVERZEICHNIS......................................................................... 213 TABELLENVERZEICHNIS .............................................................................. 221 XII
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 ZIELSETZUNG UND AUFGABENSTELLUNG. 1 2 PLANUNG UND ABLAUF DES VORHABENS . 3 2.1 AUSGANGSSITUATION ZU BEGINN DES VORHABENS . 4 2.1.1 REAKTORPHYSIK SCHNELLER FLUESSIGMETALLGEKUEHLTER SYSTEME EINSCHLIESSLICH QUELLGETRIEBENER UNTERKRITISCHER KONZEPTE . 4 2.1.2 THERMOHYDRAULIK SCHNELLER FLUESSIGMETALLGEKUEHLTER SYSTEME . 5 2.1.3 SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION. 6 2.1.4 BETEILIGUNG AN DEN EU-PROJEKTEN ESNII+ UND MAXSIMA. 6 3 AP 1: REAKTORPHYSIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME. 7 3.1 AP 1.1: NEUTRONENPHYSIK DER VOID-RUECKWIRKUNG NATRIUMGEKUEHLTER SYSTEME. 7 3.2 AP 1.2: SICHERHEITSASPEKTE QUELLGETRIEBENER UNTERKRITISCHER SYSTEME . 9 3.2.1 MCNPX-MODELL DES SPALLATIONSTARGETS . 10 3.2.2 VERGLEICH VERSCHIEDENER SPALLATIONSMODELLE VON MCNPX. 11 3.2.3 SPALLATIONSQUELLSTAERKE-VERTEILUNG IM TARGET . 13 3.2.4 SIMULATION EINES SPALLATIONSNEUTRONENPULSES MIT PAROS . 15 3.3 AP 1.3: ENTWICKLUNG UND ERPROBUNG VON KERNMODELLEN MIT STABWEISER AUFLOESUNG . 16 3.3.1 MODELLENTWICKLUNG . 17 3.3.2 GEKOPPELTE STATIONAERE PARCS/ATHLET-SIMULATIONEN. 19 3.4 AP 1.4: ERSTELLUNG VON WENIG-GRUPPEN- WIRKUNGSQUERSCHNITTSBIBLIOTHEKEN . 22 3.4.1 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER ASTRID . 22 3.4.2 STABZELLWEISE HOMOGENISIERTE PARAMETRISIERTE WIRKUNGSQUERSCHNITTSBIBLIOTHEKEN FUER ASTRID . 31 3.4.3 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER SUPERPHENIX. 31 3.4.4 WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTSDATEN FUER SUPERPHENIX. 31 3.4.5 AUSWERTUNG VON PARAMETERN UND ARITHMETISCHEN FORMELN IM EINGABEDATENSATZ VON SERPENT . 37 3.5 AP 1.5: ERSTELLUNG VON KERNMODELLEN AUSGEWAEHLTER SYSTEME . 38 3.5.1 DAS REAKTORKONZEPT ASTRID . 38 3.5.2 DER SUPERPHENIX-REAKTOR . 40 3.5.3 DER CHINA EXPERIMENTAL FAST REACTOR (CEFR) . 46 4 AP 2: ENTWICKLUNG THERMOSTRUKTURELLER RUECKWIRKUNGSMODELLE. 51 4.1 AP 2.1: ENTWICKLUNG EINER METHODIK ZUR DARSTELLUNG DER WIRKUNGSQUERSCHNITTE SCHNELLER SYSTEME INKLUSIVE STRUKTURRUECKWIRKUNGEN . 51 4.2 AP 2.2: ERWEITERUNG DER MODELLE ZU THERMO-STRUKTURELLEN AUSDEHNUNGSEFFEKTEN . 53 4.2.1 RADIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL IN PAROS. 53 4.2.2 AXIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL IN PAROS . 54 4.3 AP 2.3: VERIFIZIERUNG UND VALIDIERUNG . 58 4.3.1 RADIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL. 58 4.3.2 AXIALES KERNAUSDEHNUNGSMODELL . 62 4.3.3 GEKOPPELTE 3D-KERNBERECHNUNGEN ZUR LOKALEN SIMULATION DES SIEDENS VON NATRIUM . 64 5 AP 3: SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION . 69 5.1 AP 3.1: UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES MINORER AKTINIDEN IM TRANSMUTATIONSBRENNSTOFF ANHAND VON 3D-KERNBERECHNUNGEN . 69 5.2 AP 3.2: ERSTELLUNG VON WENIGGRUPPEN-WIRKUNGSQUERSCHNITTEN FUER BRENNSTOFFE MIT AKTINIDENBELADUNG . 75 5.3 AP 3.3: BETRACHTUNG DER SICHERHEITSASPEKTE AUSGEWAEHLTER TECHNOLOGISCHER PROZESSE VON P&T . 76 5.3.1 UEBERBLICK ZUR QUALITAET DER VERFUEGBAREN NUKLEAREN DATEN . 77 5.3.2 GENERISCHE KRITISCHE ANORDNUNGEN MIT MINOREN AKTINIDEN . 80 5.3.3 KRITISCHE EXPERIMENTE MIT MINOREN AKTINIDEN . 89 6 AP 4: THERMOHYDRAULIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME . 97 6.1 AP 4.1: WEITERENTWICKLUNGEN IN ATHLET . 97 X 6.1.1 WEITERENTWICKLUNG DES MODELLUMFANGS ZUR BESCHREIBUNG DES SIEDENS VON NATRIUM IN KUEHLKREISLAEUFEN . 97 6.1.2 UEBERPRUEFUNG DER ATHLET-MODELLE ZUR BESCHREIBUNG DER VERDAMPFUNG VON NATRIUM . 113 6.1.3 ERWEITERUNGEN VON ATHLET ZUR SIMULATION VON SALZSCHMELZEN IN KUEHLKREISLAEUFEN . 125 6.2 AP 4.2: SCHNITTSTELLE FUER WAERMESTRUKTURPARAMETER . 141 6.2.1 UEBERTRAGUNG DER HUELLROHRTEMPERATURVERTEILUNGEN. 142 6.2.2 UEBERTRAGUNG DER TEMPERATUR DER KERNGITTERPLATTE . 142 6.3 AP 4.3: ERSTELLUNG THERMOHYDRAULISCHER MODELLE SCHNELLER SYSTEME . 143 6.3.1 ATHLET-MODELL FUER DEN REAKTOR PHENIX . 143 6.3.2 DER PHENIX-DISSYMMETRIC-TEST . 145 6.4 AP 4.4: KOPPLUNG OPENFOAM MIT SYSTEMCODES . 149 6.4.1 TEST DES GITTERGENERIERUNGSTOOLS SNAPPYHEXMESH . 150 6.4.2 GEKOPPELTE ATHLET-OPENFOAM-SIMULATION DES NATRIUMGEKUEHLTEN REAKTORS PHENIX . 153 6.4.3 IMPLEMENTIERUNG EINES TURBULENZMODELLS FUER STROEMUNGEN MIT NIEDRIGEN MOLEKULAREN PRANDTL-ZAHLEN . 173 7 AP 5: BETEILIGUNG AN EU-PROJEKTEN ESNII+ UND MAXSIMA . 181 7.1 AP 5.1: ESNII+ (BIS 31.08.2017) . 181 7.3 AP 5.2: MAXSIMA (BIS 31.10.2016) . 186 8 AP 6: MITWIRKUNG AM IAEA FAST REACTOR KNOWLEDGE PRESERVATION (FRKP) PORTAL . 187 8.1 DAS FAST REACTOR KNOWLEDGE ORGANIZATION SYSTEM (FR-KOS) DER IAEA . 187 8.2 BEISPIEL FUER DAS AUTOTAGGING EINER WISSENSCHAFTLICHEN PUBLIKATION . 192 9 ZUSAMMENFASSUNG . 195 9.1 REAKTORPHYSIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME . 195 9.2 ENTWICKLUNG THERMOSTRUKTURELLER RUECKWIRKUNGSMODELLE. 196 9.3 SICHERHEITSASPEKTE BEI PARTITIONIERUNG UND TRANSMUTATION. 197 XI 9.4 THERMOHYDRAULIK ZUR SICHERHEITSBEWERTUNG SCHNELLER SYSTEME . 198 9.5 FAST REACTOR KNOWLEDGE PRESERVATION (FRKP) PORTAL . 200 LITERATURVERZEICHNIS. 201 ABBILDUNGSVERZEICHNIS. 213 TABELLENVERZEICHNIS . 221 XII
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