Erweiterte numerische Simulationen für Reaktorsicherheit

Seit 2005 hat die Europäische Atomgemeinschaft (Euratom) eine Reihe von Forschungsprojekten unterstützt, um ein integriertes Simulations-Framework für die Modellierung von Leichtwasserreaktoren zu errichten. Diese Reaktoren, die mit gewöhnlichem Wasser gekühlt und moderiert werden, bilden derzeit die Mehrheit aller Kernkraftwerke.

Das NURESIM-Projekt schuf die erste gemeinsame europäische Computing-Plattform. Das anschließende NURISP-Projekt demonstrierte und verbesserte die Vorhersagefähigkeiten der einzelnen Modelle, Solver und Codes, die in die Plattform integriert sind.

Das Projekt NURESAFE (Nuclear reactor safety simulation platform) wurde im Jahr 2013 ins Leben gerufen, um die Simulationsplattform für die Analyse der Reaktorsicherheit einen Schritt weiter zu bringen. Mehr als 20 Universitäten, Forschungszentren und Industriepartner sind an diesem Aufwand beteiligt, um die Genauigkeit der Prognosen jeglicher Erweiterungen für eine sichere Reaktorlebenszeit zu erhöhen.

Kernreaktor-Simulationswerkzeuge werden bereits in großem Umfang zu diesem Zweck verwendet. Jedoch sollten sie auch in der Lage sein, neue und komplexere Reaktorkonstruktionen zu modellieren. Genauere Vorhersagen der Strahlungs- oder Korrosionsfolgen auf die interne Struktur der Reaktoren sind auch erforderlich, um den Spielraum für befürchtet Phänomene bei einem Unfall zu quantifizieren.

Bis Ende 2015 wird das NURESAFE-Team neue Funktionen geliefert haben, um die bestehende europäische Simulationsplattform in Multiskalen- und multiphysikalische Berechnungen zu unterstützen. Die Plattform wird in der Lage sein, Neutronik, Thermohydraulik und Brennstoffleistungscodes auf verschiedenen physikalischen und zeitlichen Skalen zu koppeln.

Die multiphysikalischen Simulationen können aus einzelnen physikalisch-basierenden numerischen Modellen bestehen. Ein Software-Tool wird die separaten Teile integrieren. Zeitabhängige Lösungen des stochastischen und deterministischen 3D-Neutronentransports werden zur Verfügung gestellt, um heterogene Kern-Konfigurationen zu modellieren.

Nach dem Unfall von Fukushima Daiichi in Japan, hat die Verbesserung der Vorhersagen des Reaktorkernverhaltens in der Atomindustrie größte Bedeutung erlangt. Das Endergebnis des NURESAFE-Projekts wird eine zuverlässige Software-Plattform für die Modellierung, Aufzeichnung und Wiederherstellung von Daten für Kernreaktor-Simulationen sein.