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Development of a modelling system for prediction and regulation of livestock waste pollution in the humid tropics

Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.

Modellierung von Innovativen Micro Modular Reactors mit Kalium Heat Pipes mit der nuklearen Rechenkette der GRS

Erfassung, Aufbereitung und datentechnische Verarbeitung technischer Informationen über kerntechnische Anlagen (TECDO)

Spurendetektion und ortsaufgelöste Analyse von Radionukliden mittels Laser-Ionisations Massen-Spektrometrie, Teilprojekt B

Konsolidierung des HTR Code Package (HCP), Konsolidierung des HTR Code Package (HCP), Teilprojekt A

scienceBASEd: Accident Tolerant Fuels (ATF)

scienceBASEd: Accident Tolerant Fuels (ATF) Welche Auswirkungen hätten Accident Tolerant Fuels auf die Sicherheit von Kernkraftwerken? Anfang 06.11.2025 13:00 Uhr Ende 06.11.2025 14:30 Uhr Veranstaltungsort Onlineveranstaltung scienceBASEd – Forschung zur Sicherheit der nuklearen Entsorgung Herzlich willkommen zur digitalen Vortragsreihe des BASE . Forschungsergebnisse erklären, Standpunkte austauschen, neue Forschungsfragen entwickeln – das sind zentrale Aspekte der Wissenschaft. So entstehen neue Perspektiven, Ideen und Ergebnisse. ScienceBASEd bietet eine Plattform für wissenschaftlichen Diskurs . Welche Auswirkungen hätten Accident-Tolerant Fuels auf die Sicherheit von Kernkraftwerken? Am 11. März 2011 traf ein Tsunami die Ostküste Japans. Diese Naturkatastrophe löste im Atomkraftwerk Fukushima eine Unfallserie aus, bei der es zu Kernschmelzen in drei Reaktorblöcken kam. Erhebliche Mengen von Radionukliden gelangten in die Umwelt. Nach diesem Unfall wurden international Entwicklungsprogramme zu unfalltoleranten Brennstoff- und Hüllrohrkonzepten aufgelegt. Als Accident Tolerant Fuels (ATFs) werden alternative Brennstoff- und Hüllrohrkonzepte bezeichnet. Sie sollen unter Störfallbedingungen besser funktionieren und schützen als die aktuell im Einsatz befindlichen Brennelemente . Die Entwicklung solcher ATFs sind für verschiedene Brennstoff- und Hüllrohrkonzepte unterschiedlich weit fortgeschritten. Welche Auswirkungen ATFs auf die Sicherheit von Kernkraftwerken haben könnten, hat das BASE in einem Forschungsvorhaben untersuchen lassen. Im Rahmen der neuen digitalen BASE-Vortragsreihe zur Forschung – scienceBASEd – möchten wir die Ergebnisse mit Interessierten und Expert:innen diskutieren. Gegenstand, Methodik und Ergebnisse des Forschungsvorhabens ATF Im Forschungsvorhaben „Erfassung und Sicherheitsanalyse der Entwicklung von Accident Tolerant Fuels (ATF)“ wurde der aktuelle Entwicklungsstand von ATFs für Leichtwasserreaktoren (LWR) erhoben und aufbereitet. Sicherheitstechnisch relevante Eigenschaften für den Normalbetrieb, bei Transienten (bestimmte vorübergehende Abweichungen) und in Unfallszenarien unterschiedlicher ATF-Konzepte sind systematisch aufgearbeitet, zusammengefasst und eingeordnet worden. Außerdem wurden zwei vergangene reale Unfallabläufe (TMI-2 und Fukushima-Daiichi) so betrachtet, als seien ATF-Konzepte im Einsatz gewesen. Zu diesen Szenarien wurden Simulationsrechnungen vorgenommen. Dabei wurde untersucht, wie sich die jeweiligen Unfallabläufe mit dem Einsatz von ATF verändert hätten. Das Forschungsvorhaben diskutiert die Ergebnisse dieser Szenarien. Auch die Grenzen der Betrachtungen werden aufgezeigt. Als Ergebnis wird festgestellt, dass noch keines der betrachteten ATF-Konzepte als vollständig ausgereift betrachtet werden kann. Die Bestimmung eines „Besten“-Konzepts ist noch nicht möglich. Es konnte aber gezeigt werden, dass durch die Verwendung von ATF unter bestimmten Voraussetzungen Vorteile erzielt werden könnten, die z. B. in einer erhöhten Zeitreserve zur Beherrschung von Stör- und Unfällen liegen. Im Termin stellen wir Ihnen unsere Ergebnisse vor, diskutieren Sie mit! Agenda 13:00 Begrüßung | Esther Kähler ( BASE ) 13:10 Vorstellung des ATF-Projekts durch die Projektleiterin Isabel Steudel ( GRS ) 13:20 Vortragsteil durch Timo Löher (GRS) 13:45 Rückfragen und Diskussion | Anna Sachse (BASE) 13:55 Vortragsteil durch Livius Lovász (GRS) 14:20 Rückfragen und Diskussion | Anna Sachse (BASE) 14:30 Abschluss | Esther Kähler (BASE) So können Sie teilnehmen Die Teilnahme an der Online-Veranstaltung via Zoom ist kostenlos. Sobald Sie sich zur Veranstaltung angemeldet haben, erhalten Sie den Zugangslink per Mail. Adresse Online Weiterführende Information zum Forschungsprojekt Erfassung und Sicherheitsanalyse der Entwicklung von accident tolerant fuels (ATF)

Sicherheitstechnische Überprüfung aus Anlass der beantragten Übertragung von Reststrommengen

Im Rahmen des Atomausstiegs sind Reststrommengen für die in Deutschland betriebenen Kernkraftwerke festgelegt worden. Das Kernkraftwerk Biblis, Block A, wird die vereinbarte Reststrommenge in absehbarer Zeit erreichen. Die RWE Power AG hat die Übertragung von Strommengen aus dem Kernkraftwerk Emsland (KKE) auf KWB-A beantragt, um einen gemeinsamen Weiterbetrieb der beiden Kraftwerksblöcke am Standort Biblis zu ermöglichen. KWB-A gehört zu den ältesten in Deutschland betriebenen Kernkraftwerken. KKE gehört zu den modernsten Anlagen. Im Zusammenhang mit der Prüfung des Antrags durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) wird auch eine sicherheitstechnische Prüfung durchgeführt. Anhand ausgewählter Themen sollen sicherheitstechnisch bedeutsame Unterschiede zwischen den beiden Anlagen identifiziert und vergleichend bewertet werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf einer Gegenüberstellung unterschiedlicher Sicherheitsreserven der beiden Anlagen. Diese Aufgabenstellung weicht von der für übliche Sicherheitsanalysen ab. Eine geeignete Methodik muss daher begleitend zur Prüfung entwickelt und abgestimmt werden. Der Auftrag wird in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH und dem Physikerbüro Bremen sowie in enger Abstimmung mit der zuständigen Fachabteilung im BMU durchgeführt. Ein zweiter Abschnitt des Projektes ergibt sich aus dem Antrag der EnBW Kernkraft GmbH, Reststrommengen vom Kernkraftwerk Neckarwestheim 2 - einem der modernsten Kernkraftwerke in Deutschland - auf das wesentlich ältere Kernkraftwerk Neckarwestheim 1 zu übertragen. Auch hier wird mit der gleichen Methodik wie im ersten Abschnitt eine sicherheitstechnische Überprüfung durchgeführt.

Kontrolle und Beurteilung der Standsicherheit unterirdischer Hohlraeume im Fels fuer Depotanlagen

Zur Kontrolle und Beurteilung der Standsicherheit von Felshohlraeumen werden ueberwiegend in situ-Untersuchungen und Messungen im Gebirge und am Ausbau durchgefuehrt; als Messgeraete werden u.a. Extensiometer, Druckmessdosen und Belastungsgeraete eingesetzt.

Sicherheitsprobleme verbrauchernaher Hochtemperaturreaktoren

Die Genehmigung verbrauchernaher Standorte ist wesentlich an Fragen des Restrisikos kerntechnischer Anlagen gekoppelt, zu dessen Ermittlung die Umweltbelastung auch nach extremen Stoerfaellen erarbeitet werden muss. Die Effektivitaet technischer Gegenmassnahmen muss nachgewiesen werden. Aufbauend auf bisherige Erfahrungen und Ergebnisse laufender Forschungen soll fuer oberirdische und vor allem auch fuer unterirdische Anordnung des Reaktors durch das Institut fuer Sicherheitsforschung ein Anlagenkonzept erarbeitet werden, in dem bevorzugt sicherheitstechnische Gesichtspunkte Beruecksichtigung finden und sicherheitstechnisch relevante Komponenten (z.B. Absperrorgane, Schleusen, Durchfuehrungen) im Detail analysiert werden. Ferner sind ein moeglicher Sicherheitsgewinn, die technische Machbarkeit und die damit verbundenen Kosten zu beurteilen.

Asset-minimale Systemführung mit integrierten Multi-Terminal DC-Netzen: Bestimmung des Systemzustands, Teilvorhaben: AC-DC-Systemzustand und Sicherheitsanalyse um den Betriebspunkt

Ein DC-Overlay-Netz als Ergänzung zum Drehstromnetz bietet eine vielversprechende Lösung, um Windparks im Norden und über das Land verteilte Solarparks in das Gesamtsystem der elektrischen Energieversorgung aufzunehmen. Neben Funktionen des Stromtransports können die DC-Leitungen dank der vorhandenen Umrichter auch weiterführenden Funktionen der Systemführung dienlich sein. Weitgehend Unklarheit besteht jedoch hinsichtlich deren konkreter Ausgestaltung im Systemkontext. Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von innovativen Funktionen zur Ermittlung und Bewertung des Systemzustands eines integrierten AC-DC-Übertragungsnetzes mit hohem Anteil an erneuerbarer Energieerzeugung. Die Zustandsschätzung ist ein essentieller Schritt, um einen sicheren und gleichzeitig effizienten Netzbetrieb zu ermöglichen. Durch den Ausbau von DC Leitungen und den zugehörigen Umrichtern steigt die Komplexität des Systems, was den Prozess der Zustandsschätzung zunehmend erschwert. Diese Herausforderung liegt im Kern des beabsichtigten Verfahrens. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Integration von Offshore Windkraftanlagen sowie auf die Schnittstellen zwischen dem Übertragungsnetz und dem Verteilungsnetz gelegt. Um die begrenzte Verfügbarkeit von Daten außerhalb der eigenen Regelzone zu berücksichtigen, wird als Lösungsansatz die Anwendung von verteilter Optimierung vorgeschlagen. Ergänzend zu der Zustandsschätzung wird eine Sicherheitsanalyse um den ermittelten Betriebspunkt durchgeführt. Insbesondere wird die transiente Stabilität im Falle eines Fehlers in der Nähe der HGÜ-Umrichterstationen untersucht. Das Ziel davon ist die Auslegung einer robusten Regelstrategie, damit auch die nicht direkt vom Fehlerfall betroffenen HGU-Umrichterstationen zu einer erhöhten Stabilität des Gesamtsystems beitragen können.

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