Digital optimierte Verpackungsplanung von aktivierten Betonstrukturen in Konrad-Container beim Rückbau kerntechnischer Anlagen

Abstract

Beim Rückbau kerntechnischer Anlagen fallen große Mengen schwach- und mittelradioaktiver Abfälle an, darunter aktivierte Betonstrukturen wie der biologische Schild. Diese Strukturen müssen zerlegt und in standardisierte Konrad-Container verpackt werden. Die Planung dieser Prozesse erfolgt bislang überwiegend manuell und erfahrungsbasiert, was Variantenvergleiche, Nachvollziehbarkeit und eine frühe Berücksichtigung relevanter Randbedingungen erschwert.

Im Rahmen des vom BMFTR geförderten Verbundprojekts DABKO wurde eine digitale Prozesskette zur automatisierten Zerschneide- und Verpackungsplanung aktivierter Betonstrukturen entwickelt. Ausgangspunkt sind BIM-basierte 3D-Modelle und zugehörige Aktivitätsdaten, die in ein standardisiertes Datenformat überführt und gemeinsam verarbeitet werden. Darauf aufbauend werden reproduzierbare Schnitt- und Verpackungsvarianten algorithmisch erzeugt, dreidimensional rekonstruiert und geometrisch sowie physikalisch validiert.

Ein zentrales Ergebnis ist ein Demonstrator, der automatisiert konsistente 3D-Modelle bepackter Container erzeugt und relevante Kenngrößen wie Masse, Schwerpunktlage und radiologische Prüfwerte bereitstellt. Für ausgewählte Container wird eine voxelbasierte Übergabe an den Monte-Carlo-Code FLUKA ermöglicht, um Dosisleistungsabschätzungen durchzuführen. Ergänzend wurden Visualisierungs- und Planableitungswerkzeuge umgesetzt, die eine nachvollziehbare Darstellung der Planungsergebnisse erlauben.

Die Ergebnisse zeigen, dass eine digital gestützte, reproduzierbare Verpackungsplanung technisch umsetzbar ist und eine belastbare Grundlage für weiterführende Variantenstudien und eine produktionsnahe Weiterentwicklung bildet.