Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT

sind international bekannt, anerkannt und qualifiziert /MOS 02/, /MAR 12/ und werden
in großem Umfang für Kritikalitätssicherheitsanalysen eingesetzt.
Behältermodell
Als Behältertypen für ausgediente Leichtwasserreaktor-Brennstoffe wurden die Brennstabkokille
BSK-3 im Fall der Bohrlochlagerung und der Endlagerbehälter POLLUX ® -10
im Fall der Streckenlagerung untersucht. Zusätzlich wurden generische Betrachtungen
zur direkten Endlagerung von Transport- und Lagerbehältern, wie sie gegenwärtig in
Deutschland zur Zwischenlagerung eingesetzt werden, durchgeführt. Die in die Behälter
verbrachten Brennelemente wurden in den Berechnungen im Rahmen dieser Arbeit
konservativ als unbestrahlt angenommen, eine Berücksichtigung der Reaktivitätsverminderung
durch den Abbrand /GMA 04/, /GMA 09/ wird aber in /KIL 12/ diskutiert.
Für die beiden Endlagerbehältertypen BSK-3 und POLLUX ® -10 konnte auf bereits bestehende
Rechenmodelle für KENO Va bzw. MCNP aus früheren Vorhaben zurückgegriffen
werden. Details zu den Modellen sowie relevante Ergebnisse dieser Vorhaben
sind in den Berichten /GMA 04/ , /GMA 09/ dokumentiert. In Anlehnung an den Transport-
und Lagerbehälter vom Typ CASTOR ® V/19 konnte auf ein vorhandenes, generisches
Rechenmodell in MCNP zurückgegriffen werden. Zudem wurde je ein vereinfachtes
generisches Rechenmodell in Anlehnung an die Behältertypen CASTOR ® V/19
und CASTOR ® V/52 für den Code KENO VI neu erstellt. Die beiden letzten Modelle
tragen entsprechend die Bezeichnungen DBB19 (Druckwasserreaktor-Brennelemente-
Behälter) und SBB52 (Siedewasserreaktor-Brennelemente-Behälter).
Zusätzlich zu Brennstoffen aus Leichtwasserreaktoren wurde auch die Machbarkeit der
direkten Endlagerung von ausgedienten Brennelementen aus Forschungs- und Prototypreaktoren
in aktuellen Transport- und Zwischenlagerbehältern hinsichtlich Kritikalitätsausschluss
unter Endlagerbedingungen evaluiert. Aufgrund der großen Bandbreite
an in Frage kommenden Brennstoffarten konnte dies im Rahmen der vorliegenden Arbeit
teilweise nur sondierend durchgeführt werden.
Gesättigte Salzlösung als Moderator
Der Zutritt von Wasser zu einer Spaltstoffanordnung erhöht in der Regel den Anteil
thermischer Neutronen und damit die Reaktivität der Anordnung (Moderationseffekt).
Im Falle eines Lösungszutritts zu den Endlagergebinden ist im Salzstock gesättigte
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