Entwicklung und Anwendung von Berechnungsinstrumenten für die spezifische Freigabe

Abstract

In Anlehnung an den Ansatz für die uneingeschränkte Freigabe, wird in dem vorliegen-den Eigenforschungsvorhaben durch die GRS ein Berechnungsinstrument für die Bestimmung spezifischer Freigabewerte nach Stand von Wissenschaft und Technik in Form eines Baukastensystems entwickelt. Mit Hilfe dieses Ansatzes können zukünftig aufkommende Fragestellungen, z. B. in Zusammenhang mit einer möglichen Überarbeitung der Strahlenschutzverordnung (StrlSchV), sich verändernder Randbedingungen oder auch neuer Szenarien, transparent ermittelt werden. Dabei werden neue internationale Empfehlungen, die derzeit z. B. bei der International Atomic Energy Agency (IAEA) (DS 500) auch unter Beteiligung der GRS in der Endredaktion sind, ebenso berücksichtigt, wie die spezifischen Bedingungen der deutschen Verwertungs- und Entsorgungslandschaft. Die den aktuellen spezifischen Freigabepfaden zugrundeliegenden Expositionsszenarien und Berechnungsvorschriften wurden durch die GRS im Rahmen des Eigenforschungsvorhabens, wo es möglich war, zunächst in generische Expositionsszenarien überführt und mit den notwendigen Berechnungsvorschriften untersetzt. Ziel war es, durch möglichst generische Expositionsszenarien und den darin verwendeten Berechnungsvorschriften, ein Instrument zur Bestimmung spezifischer Freigabewerte zu entwickeln und hinsichtlich seiner Anwendbarkeit, Flexibilität und Transparenz zu prüfen. Das Berechnungsinstrument wurde mit der skriptbasierten Programmiersprache Python /VAN 09/ umgesetzt und so dokumentiert, dass die Berechnung einzelner Freigabewerte für sämtliche Radionuklide und zunächst ausgewählte Freigabeszenarien transparent und nachvollziehbar, z. B. durch eine Art „Baukastensystem“, erfolgen kann. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Auswirkungen von sich zukünftig ändernden Randbedingungen, und damit verbundene Parameterwerte, auf bestimmte spezifische Freigabewerte schnell und transparent zu prüfen. Hierfür war zusätzlich, zur programmiertechnischen Dokumentation, die Zusammenstellung wesentlicher Modellparameter sowie der damit verbundenen Wertebereiche in einer Datenbank von zentraler Bedeutung. Es war nicht Ziel des Eigenforschungsvorhabens, ein Berechnungsinstrument für die aktuellen spezifischen Freigabewerte zu entwickeln. Der für bestimmte Radionuklide relevante Boden- oder Grundwasserpfad wurde mittels numerischer Grundwassermodelle abgebildet. Einfache numerische Modelle wurden erstellt, um maximale Konzentrationen aus dem Modell abzugreifen und als Input für das Python-Modell zu verwenden. Um die Robustheit der Rechencodes nachzuweisen und das Vertrauen in die numerischen Ergebnisse zu stärken, wurde eine Art Benchmark mit mehreren Rechencodes in Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart durchgeführt. Im Rahmen des vorliegenden Eigenforschungsvorhabens wurde der KD-Wert als ein zentraler Parameter für die Grundwassermodellierung eingehend untersucht. Neben einer umfassenden Literaturrecherche wurden darüber hinaus auch Versuche im GRS-eigenen Labor durchgeführt. Erstmals wurde zudem ein methodischer Ansatz zur Bestimmung von Verteilungen ungewisser Parameter aus implizitem Expertenwissen am Beispiel von Sorptionsparametern durchgeführt.