DIN 25478:2021 – Einsatz von Berechnungssystemen beim Nachweis der Kritikalitätssicherheit

DIN 25478:2021 – Einsatz von Berechnungssystemen beim Nachweis der Kritikalitätssicherheit
Im Gegensatz dazu erfordert die Erstellung von Punktdaten-Bibliotheken keine Wichtung der Wirkungsquer- schnitte. Diese werden im Allgemeinen an mehr als 10 000 Energiepunkten direkt bestimmt.
ANMERKUNG Feingruppendaten-Bibliotheken mit im Allgemeinen etwa 60 bis etwa 300 Energiegruppen werden mit Hilfe von Basisdaten-Programmen (wie z. B. NJOY[1]) unter Benutzung berechneter oder vorgegebener Wichtungsfunk- tionen aus Basisdatenbibliotheken, wie z. B. ENDF/B [2], JEFF [3], JENDL[4], TENDL[5] oder CENDL[6] (siehe auch Refe- renz [7]), erzeugt. Diese Wichtungsfunktionen berücksichtigen Energiespektrum (Neutronenspektrum) und Resonanz- Selbstabschirmung.
4.2.2 Einsatz von Breitgruppendaten-Bibliotheken ANMERKUNG Aus Feingruppendaten werden mit Hilfe von Spektralprogrammen (null- bis zweidimensionale Programme für Zellgeometrie) Flussspektren berechnet und daraus Breitgruppendaten bestimmt, die die neutronenphy- sikalischen Gegebenheiten des betreffenden Problems berücksichtigen. Bei der Erzeugung von Breitgruppendaten muss beachtet werden, dass die Resonanzabschirmung, insbeson- dere bei Aktiniden und Neutronenabsorbern mit Resonanzstruktur, berücksichtigt wird.
Zu beachten ist außerdem der Einfluss vereinfachter Geometriemodelle, der Materialzusammensetzung, der Randbedingungen, der Diskretisierung der Orts-, Energie- und Winkelvariablen sowie der Behandlung der Leckage auf die Genauigkeit der Breitgruppendaten.
4.3 Berechnung von Nuklidinventaren 4.3.1 Allgemeines Für den Nachweis der Kritikalitätssicherheit von Spaltstoffanordnungen unter Anrechnung des Abbrands der Spaltstoffanordnung werden Berechnungssysteme zur Durchführung von Abbrand- und Zerfallsberechnungen zur Bestimmung von Nuklidinventaren, die als Eingabegrößen in Kritikalitätsberechnungen benötigt werden, eingesetzt. Für diese Berechnungssysteme gelten zusätzlich zu 4.1 und 4.2 die in 4.3.2 bis 4.3.5 aufgeführten Anforderungen und Festlegungen.
4.3.2 Grundlegende Anforderungen Ein Berechnungssystem, das zur Durchführung von Abbrand- und Zerfallsberechnungen für einen zu betrach- tenden Reaktorkern gewählt wird, muss in der Lage sein, folgende neutronenphysikalische Kenngrößen, Effekte und Phänomene zu beschreiben:
— Neutronentransport unter den Bedingungen der neutronenphysikalischen Kenn- und Einflussgrößen, die den Reaktorkern charakterisieren, und unter Berücksichtigung anlagenbezogener Reaktorbetriebsbedin- gungen;
— durch Neutronen induzierte nuklidspezifische Reaktionsraten-Dichten und Nuklidumwandlungen als Funktion des Ortes und in Abhängigkeit vom lokalen Abbrand; — spontane Zerfallsreaktionen instabiler Nuklide;
— Beeinflussung der Neutronenflussdichteverteilung durch Abbrand und Spaltprodukte;
— Beeinflussung der Neutronenflussdichteverteilung durch thermodynamische Zustandsänderungen;
— Wärmequellendichteverteilung.
4.3.3 Kenngrößen, Einflussgrößen und Randbedingungen Bei der Bestimmung des Nuklidinventars bestrahlter Brennelemente sind die folgenden Kenn- und Einfluss- größen sowie Randbedingungen unter Berücksichtigung von Toleranzen zu betrachten:
a) Kenngrößen der Brennelemente: — nuklidspezifische Anfangsinventare an Kernbrennstoffen und ihre jeweilige Verteilung in den Brennstäben und den Brennelementen;
— Präsenz abbrennbarer Neutronenabsorber in den Anfangsinventaren an Kernbrennstoffen, Verteilung die- ser Absorber in den Brennstäben und Brennelementen;
— Abmessungen und Dichte der Pellets und Längen der aktiven Zonen in den Brennstäben der unbestrahlten Brennelemente;
— Materialdaten der Brennstabhüllrohre und deren Abmessungen im unbestrahlten Zustand der Brennele- mente;
— Anzahl und Abstand der Brennstäbe in den Brennelementen im unbestrahlten Zustand;
— Änderungen der Brennelemente durch Reparatur;
— Anzahl, Abmessungen und Positionierungen teillanger Brennstäbe;