Analytische Untersuchungen zu reaktorphysikalischen und thermohydraulischen Phänomenen im Hinblick auf unterschiedliche Brennelement-Auslegungen bei Forschungsreaktoren

Abstract

Zu reaktorphysikalischen Berechnungen für vereinfachte, generische Rechenmodelle der derzeitigen Kernkonfiguration des FRM II sowie einer möglichen, zukünftigen Kernkonfiguration mit niedrig-angereichertem Brennstoff wurden Unsicherheits- und Sensitivitätsanalysen zu mehreren Ergebnisgrößen durchgeführt. Mittels der stichprobenbasierten Methoden SUSA, XSUSA und XSUSA-CE wurden Unsicherheiten in den Geometrie-, Material- und nuklearen Wirkungsquerschnittsdaten in reaktorphysikalischen Berechnungen mit dem Monte-Carlo-Neutronentransportcode Serpent 2 und dem deterministischen Neutronentransportprogramm PARTISN berücksichtigt. Für Letzteres wurden resonanzbehandelte, homogenisierte und kondensierte Wirkungsquerschnitte mit SCALE 6.2 aufbereitet. Ergebnisunsicherheiten wurden für die kritische Regelstabstellung, den Multiplikationsfaktor, den Dopplerkoeffizienten, den Kühlmitteldichtekoeffizienten, die Regelstabwirksamkeit und die Leistungsdichteverteilung ermittelt. Mittels Sensitivitätsanalysen wurden die Unsicherheiten in den Eingabeparametern identifiziert, die einen dominanten Beitrag zu den Ergebnisunsicherheiten liefern.