Ph.D. topics
Advanced Monte Carlo simulation methods for deep penetration analysis
Alexander Rommelmann
Dr. Alexander Ponomarev (HZDR)
Reaktorsicherheit
seit 09/2024
Motivation
Aufgrund des 2011 beschlossenen Ausstiegs aus der Kernenergie befinden sich mittlerweile alle deutschen Leichtwasserreaktoren im Stilllegungs- oder Rückbaubetrieb. Die Planung und Durchführung von Rückbaumaßnahmen stellt aufgrund der Aktivierung von Strukturmaterialien der Reaktorkomponenten sowie der Umgebung eine große Herausforderung dar. In der Praxis ist die Abschätzung der akkumulierten Aktivität mit aufwändigen und teuren Probenmessungen verbunden. Daher stellt die rechnerische Vorhersage der Aktivierung, die die Vorteile von Monte Carlo-basierten Codes zusammen mit modernsten Methoden zur Varianzreduzierung wirksam einsetzt, eine relevante Forschungsfrage dar, die insbesondere auf eine erhebliche Senkung der Kosten und eine Verringerung der Strahlenbelastung für das betroffene Personal im Kontext des Rückbaus abzielt.
Ziele
- Entwicklung von Monte-Carlo-basierten Berechnungsmethoden für die Analyse der Neutronenflussverteilung innerhalb der Reaktorkomponenten und der umgebenden Strukturen.
- Bewertung der Leistung verschiedener varianzreduzierenden Methoden im Wesentlichen für das Problem des tiefen Eindringens der Aktivierung von Betonstrukturen, die den Reaktor umgeben sowie der Primärkreislauf.
- Anwendung der entwickelten Methodik und der Ansätze anhand von Auslegungs- und Versuchsdaten von Druckwasserreaktoren der Vor-Konvoi- und Konvoi-Baureihen.
- Validierung der rechnerischen Prognosen von Fluenzen auf der Grundlage verfügbarer experimenteller Messungen von Monitoren und Sonden sowie Abschätzung der damit verbundenen Unsicherheiten.
- Validierung von Aktivierungsprognosen anhand von Daten von Betonproben aus dem Kraftwerk.
- Ausarbeitung von Empfehlungen für die Vorbereitung von Modellen, Validierungsschritte und experimentelle Messstrategien, z. B. für Sonden- und Monitormessungen.
