STARS V

STARS V, Safety Research in Relation to Transi­ent Analysis for the Reactors in Swi­t­zer­land: Die Aufgabe des seit 1988 laufenden STARS-Pro­jekts ist die Pflege und Weiterentwicklung von Methoden und Rechenprogrammen für die Durchführung von deter­ministischen Sicherheitsanalysen. STARS führt stationäre und störfallbedingte neutronen­physikalische und thermohydraulische Berechnungen für Systeme, Reaktorkerne und andere Kon­figurationen wie Lager oder Behälter durch und un­terstützt so das ENSI bei der Beurtei­lung der Ein­hal­tung des gestaffelten Sicherheitskonzepts als auch der Wirksamkeit (Integri­tät) der hintereinander gestaffelten Barrieren der Kernkraftwerke. Neu kam 2009 die Hilfe beim Aufbau der ENSI-Sektion «Deterministische Sicherheitsanalysen» hinzu. Die im Jahre 2009 durchgeführten Forschungsarbeiten umfassten:

• Im Bereich Brennstoffverhalten wurde das Rechenprogramm Falcon durch die Implemen­tierung experimentell validierter physikalischer Modelle weiter entwickelt.
• Für den Bereich Systemtechnik wurden die be­ste­henden Modellierungen aller Schweize­ri­schen Kernanlagen auf das Rechenprogramm Trace übertragen, dem aktuellsten Pro­gramm für die Simulation des Systemverhaltens von Leicht­wasserreaktoren. Die Modelle wurden an­hand bestehender Anlagendaten, durch die Nach­­rechnung von Experimenten an gross­tech­ni­­schen Versuchsanlagen und durch den Vergleich mit anderen bereits überprüften Rechen­programmen validiert. Ein langfristiges Ziel ist zudem die Einführung integraler Analyse­me­tho­den, mit denen beispielsweise physikalische Mo­­delle, der Detaillierungsgrad der räumlichen Modellierung und die Schnittstellen zwischen den Analyseprogrammen problem­spezifisch herangezogen werden (multi-physics). Als Prototyp wurde eine Prozedur entwickelt, mit der ein 3D-Modell des RDB des European Pressurized Water Reactors (EPR) generiert werden konnte. Schliesslich wurden Anwendungen von CFD-­Programmen (Computational Fluid Dynamics) für den EPR und den Siede­wasser­reaktor BWR/6 (KKW Leibstadt) entwickelt.
• Der Bereich Reaktorkern beschäftigte sich mit der Quantifizierung von Unsicherheiten bei der Analyse von Reaktorkern- und Anlagentransi­en­ten bei der Verwendung von multi-physics-Programmsystemen. STARS beteiligte sich an einem OECD-Vergleichstest mit der Analyse von Auswirkungen der Unsicherheiten von Wirkungsquerschnittsdaten (Mass für die Wahrscheinlichkeit der Wechselwirkung von Neutronen mit Atomkernen). Dabei werden die direkten Unsicherheiten der Wirkungsquerschnitte eben­so betrachtet wie diejenigen ihrer Modellierung in einem dynamischen 3D-Reaktormodell. Die Berechnung des nuklearen Aufheiz­vor­gangs eines Siedewasserreaktors zeigte die er­wartet starke Abhängigkeit des Reaktor-Leis­tungs­ver­laufs von den Wirkungsquerschnitten, da bei kleinen Leistungen die Wechsel­wirkung zwischen nuklearen und thermohydraulischen Effekten stark ist.