Aktivierungsberechnungen

Für den Rückbau eines Kernkraftwerkes ist die genaue Kenntnis des durch den jahrzehntelangen Betrieb der Anlage entstandenen radioaktiven Inventars aller Anlagenkomponenten erforderlich. Es ist jedoch nicht wirtschaftlich, überall in der kerntechnischen Anlage und für jede einzelne Komponente Beprobungsmessungen durchzuführen. Daher sind vor dem Hintergrund der sicheren und wirtschaftlichen Planung des Rückbaus der Anlage exakte Berechnungen des radioaktiven Inventars aller Komponenten unerlässlich.

Bei uns wurde bereits im Jahr 2009 ein neuartiges innovatives Berechnungsverfahren mit der weltweit anerkannten 3D‐Simulationssoftware MCNP entwickelt, welches es ermöglicht, das radioaktive Inventar der kerntechnische Anlagen in höchstem Detaillierungsgrad zu berechnen. Bei dem neuen Verfahren wird zusätzlich zur detaillierten realistischen Modellierung der 3D‐Geometrie die gesamte Leistungshistorie der über mehrere Jahrzehnte laufenden Anlagen exakt mit allen eingesetzten Brennelementen einbezogen.

Dieses Berechnungsverfahren ermöglicht es, mit höchstmöglicher Genauigkeit auch in der langfristigen zeitlichen Vorschau an jeder Stelle der Anlage bezüglich des radioaktiven Inventars Vorhersagen zu treffen. Das Verfahren ähnelt der Computertomographie beim Menschen, welche ebenfalls in drei Dimensionen durchgeführt wird. Der Vorteil liegt auf der Hand: Jeder Ort im Modell des Reaktors ist zugänglich. Insbesondere kann die Neutronenstreuung – auch als Neutronen-Streamingeffekt bezeichnet – in entlegenen Gebieten sichtbar gemacht werden.

Dies gestattet auch kleinste Aktivierungen bis unterhalb der Grenze der natürlich vorhandenen Radioaktivität zu bestimmen. Das gilt für den Reaktordruckbehälter inklusive aller Einbauten als auch für die weiter außerhalb liegenden Komponenten wie Biologischer Schild und Loopleitungen bis hin zu den Dampferzeugern. Dieses 3-D-Rechenmodell bildet die Voraussetzung für einen „Aktivitätsatlas“, d. h. eine Art Reliefkarte des gesamten Reaktors. Hiermit  lassen sich bei Rückbauaktivitäten sowohl die Dosisbelastung des am Rückbau beteiligten Personals, als auch die für die Endlagerung zu entsorgenden Abfallmengen bestimmen und geben dem Anlagenbetreiber eine hohe Planungssicherheit der Kosten. Das neu entwickelte Verfahren bietet somit ein effektives Werkzeug für die sichere und wirtschaftliche Planung des Rückbaus mit großem Einsparpotenzial für die Betreiber.

Nutzen

  • 3D‐Aktivierungsrechnungen für kerntechnische Anlagen mit höchstmöglicher Genauigkeit mit international anerkannten und validierten Rechenprogrammen

  • Durch räumlich hochaufgelöste Ergebnisse der Aktivierungsrechnungen wird eine exakte Zerlege‐ und Verpackungsplanung ermöglicht

  • Sichere und wirtschaftliche Planung des Rückbaus mit großem Einsparpotenzial für die Betreiber

  • Aktivierungsrechnungen auch für Steuerelemente, Instrumentierungslanzen, Neutronenquellen und andere Core‐Schrotte

Kundschaft

  • Kernkraftwerk Krsko (DWR), Slovenien

  • Kernkraftwerk Biblis A und B (DWR), Deutschland

  • Kernkraftwerk Isar 1 (SWR), Deutschland

  • Kernkraftwerk Gundremmingen B und C (SWR, Neutronenfluenz‐Berechnungen), Deutschland