Entwicklung einer Methode zur Pre-Aktivitäts- und Dosisleistungsberechnung von reaktornahen Bauteilen auf Basis von Neutronenfluenzverteilungen - EMPRADO; Teilprojekt A: Berechnung der Neutronenfluenzverteilung in reaktornahen Bauteilen und deren Validierung an Experimenten als Basis der Aktivitätsrechnungen

Abstract

Auf Basis einer exakten Leistungsgeschichte und einer genauen geometrischen Modellierung wurden anlagenspezifische Neutronenfluenzen von jeweils einer deutschen Vor- und Konvoi-Anlage von Reaktorkomponenten und von reaktornahen Beton- bzw. Konstruktionselementen berechnet. Diese Neutronenfluenzen bilden die Grundlage für die Bestimmung der erzeugten Aktivierung während des Leistungsbetriebs der Anlage. Die Rechnungen wurden durch ein umfangreiches Messprogramm in den letzten Zyklen von zwei Anlagen begleitet, wo mit Hilfe von Aktivierungsfolien (Monitoren) Neutronenfluenzwerte experimentell ermittelt wurden. Durch den Einsatz von verschiedenen Monitormaterialien war auch eine spektrale Auswertung möglich. Die Aktivierung der Monitore wurde nach der Entnahme mit einem Reinst-Germanium (HP-Ge) Detektor gammaspektrometrisch gemessen. Der Vergleich der berechneten und gemessenen Aktivitäten zeigt, mit wenigen Ausnahmen, eine gute bis sehr gute Übereinstimmung der Werte. Das bedeutet, dass ein reales Strahlenfeld der Neutronen an den Komponenten sehr gut berechnet wurde und das entwickelte Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Aktivitätsverteilung genutzt werden kann.

Durch die Möglichkeit der genauen Simulation von entstandenen Aktivitäten auf Basis von „Best Estimate“ Rechnungen kann eine detaillierte Planung des Rückbaus bereits während des Betriebes der Anlage beginnen und es muss nicht erst auf eine umfangreiche Probennahme nach der Abschaltung gewartet werden. Außerdem ist durch die genaue rechnerische Bestimmung der Aktivitätsverteilung in den Komponenten eine bessere Schnittplanung möglich und somit eine Minimierung des endzulagernden Abfallvolumens erreichbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die begleitenden Experimente und die dadurch validierten Neutronenfluenzrechnungen die notwendigen experimentellen Aktivitätsbestimmungen auf wenige Stichproben reduziert werden könnten.