Description: Projektsteckbrief vSU-Softchain Kurztitel/ ggf. Akronym:vSU-Softchain Projektziel:Entwicklung von OpenSource-Code für Zerfallsberechnungen Auftragsgegenstand:Im Rahmen der vorläufigen Sicherheitsuntersuchungen und anderen Bestandteilen des Standortauswahlverfahrens sind Berechnungen zum radioaktiven Zerfall im Nuklidinventar notwendig. Hierzu wird ein OpenSource-Code entwickelt, der dann u. a. für die Transportmodel- lierung eingesetzt werden kann. Projektpartner:Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH Projektlaufzeit:2022 – 2023 Vergabenummer:46001170 Weiterführende Informationen:www.grs.de Projektbeschreibung Im Rahmen der Standortauswahl eines Endlagers für hochradioaktiven Abfall gemäß Stand- ortauswahlgesetz (StandAG) muss die Langzeitsicherheit möglicher Standorte in den vorläu- figen Sicherheitsuntersuchungen (vSU) nachgewiesen werden. Zentraler Bestandteil der vSU ist eine umfangreiche Analyse des Endlagersystems (§ 7EndlSiUntV)die unter anderem das Verhalten des Endlagersystems im Bewertungszeitraum von einer Million Jahren analysiert. Für die Analyse des Endlagersystems ist die Anwendung von gekoppelten Transportmodellen notwendig, welche auch den Zerfall der Radionuklide der eingelagerten Kernbrennstoffe be- rücksichtigen. Darüber hinaus wird für die Entwicklung von Endlagerbehältern die genaue Kenntnis des einzulagernden, zeitlich veränderlichen Nuklidinventars sowohl zum Zeitpunkt der Einlagerung als auch für die Dauer des Einlagerungsprozesses benötigt. Hieraus lassen sich wichtige Informationen wie zum Beispiel die Wärmeentwicklung im Behälter aufgrund des radioaktiven Zerfalls und die Aktivität differenziert nach Zerfallsarten ermitteln. Die in einem künftigen Endlager für hochradioaktive Abfälle einzulagernden bestrahlten Kern- brennstoffe enthalten in der Größenordnung von einigen hundert bis tausend unterschiedli- chen Radionukliden, die aufgrund der Neutronenbestrahlung im Reaktor durch Kernspaltung und Neutroneneinfangreaktionen entstanden sind. Diese Radionuklide zerfallen zum Teil über eine ganze Reihe von ebenfalls radioaktiven Zwischenprodukten, bis sich schließlich ein stabi- les Nuklid bildet. Die beschriebenen Zerfallswege werden „Zerfallsketten“ genannt und können in einigen Fällen sehr komplex sein: Sie können je nach Radionuklid Verzweigungen aufwei- sen, wenn das zerfallende Nuklid auf mehrere Arten zu verschiedenen Zwischenprodukten Geschäftszeichen: SG02301/18/1-2022#4 – Objekt-ID: 8268702 – Stand: 22.07.2022 www.bge.de Seite 1 von 3 Projektsteckbrief zerfallen kann. Ein zusätzliches Charakteristikum der Zerfallsketten sind die unterschiedlichen Halbwertszeiten, die sich um viele Zehnerpotenzen unterscheiden können. In der 235U Zerfalls- reihe treten beispielsweise Halbwertszeiten zwischen wenigen Millisekunden (215Po) und hun- derten Millionen Jahren (235U) auf. Aufgrund der angesprochenen Komplexitäten werden für die numerische Berechnung der Zer fallsprozesse spezialisierte Simulationsprogramme benötigt. Insbesondere bei der Anwen dung in Stofftransportmodellen, bei denen für sehr viele Zeitschritte und Gitterknoten bzw. -zel len Millionen von einzelnen Berechnungsschritten durchgeführt werden müssen, ist es wichtig, dass diese Programme hinsichtlich der Rechengeschwindigkeit optimiert sind. Vor dem Hintergrund der im Standortauswahlverfahren erforderlichen Transparenz ist die Nut zung von frei verfügbaren, quelloffenen Programmen sinnvoll. Weltweit werden unterschiedli che Simulationswerkzeuge zur Nuklidinventarmodellierung entwickelt. Diese unterliegen häu fig Lizenz- und Exportbeschränkungen, oder sind hinsichtlich ihres Funktionsumfangs oder ihrer Geschwindigkeit beschränkt. Zum anderen sind diese Programme oft in erster Linie für die Nuklidkettenverfolgung unter Neutronenbestrahlung im Reaktor ausgelegt und nicht für die Berechnung von reinen Zerfallsprozessen optimiert, wie sie im Bereich der Endlagersicher heitsanalysen auftreten. Im Vorhaben vSU-Softchain wird eine vollständige Softwarelösung zur Nuklidkettenverfolgung entwickelt, die unter einer Open-Source-Lizenz veröffentlicht wird, um maximale Transparenz zu ermöglichen. Das Programm hat drei voneinander abgegrenzte Einsatzzwecke: • Als effiziente Programmbibliothek zur Einbindung in Stofftransportmodelle zur Analyse ei nes Endlagersystems • Als eigenständiges Werkzeug für separate Analysen, u. a. in der Endlagerbehälterentwick lung • Als Webanwendung zur Illustration von Zerfallsketten für die interessierte Öffentlichkeit Um diesen Zielen gerecht zu werden, sind entsprechende Programmmodule in der Entwick lung. Diese umfassen eine in der Programmiersprache C++ geschriebene Programmbibliothek zur Berechnung der Zerfallsprozesse und ein in der Skriptsprache Python entwickeltes Soft warepaket zur Ansteuerung dieser Programmbibliothek, um Berechnungen durchzuführen und auszuwerten. Über dieses Paket kann außerdem die Nuklidinventarberechnung in andere Py thon-basierte Programme eingebunden werden, beispielsweise für spezifische Analysen in der Behälterentwicklung. Weiterhin wird auf dieses Paket ein Webinterface aufsetzen, um interak tiv Zerfallsprozesse darzustellen. Schließlich wird ein weiteres Python-Paket entwickelt, dass die für die Berechnungen benötigten Daten der Nuklide (Halbwertszeiten, Zerfallsenergien, Zerfallskanäle) einliest und so aufbereitet, dass sie von der Programmbibliothek direkt verwen det werden können. Geschäftszeichen: SG02301/18/1-2022#4 – Objekt-ID: 8268702 – Stand: 22.07.2022 www.bge.de Seite 2 von 3 Projektsteckbrief Literaturverzeichnis EndlSiUntV: Endlagersicherheitsuntersuchungsverordnung vom 6. Oktober 2020 (BGBl. I S. 2094, 2103) StandAG: Standortauswahlgesetz vom 5. Mai 2017 (BGBl. I S. 1074), das zuletzt durch Artikel 1 des Gesetzes vom 7. Dezember 2020 (BGBl. I S. 2760) geändert worden ist Geschäftszeichen: SG02301/18/1-2022#4 – Objekt-ID: 8268702 – Stand: 22.07.2022 www.bge.de Seite 3 von 3
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Tags: Export ? Brennstoff ? Nuss ? Radioaktiver Abfall ? Standortauswahlgesetz ? Endlager ? Kernbrennstoff ? Kernreaktor ? Radionuklid ? Reaktorsicherheit ? Ei ? Halbwertszeit ? Handelsbeschränkung ? Numerisches Verfahren ? Reaktor ? Standortwahl ? Zwischenprodukt ? Stofftransportmodell ? Lagerung ? Radioaktivität ?
Region: Peine
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