Endlagerauslegung und -optimierung, Bericht zum ... - PTKA - KIT
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Endlager in Salzgestein ist zudem mit dem Auftreten von gesättigter Salzlösung entsprechend<br />
der lokalen Salzzusammensetzung anstelle von reinem Wasser zu rechnen.<br />
Dies reduziert den Neutronenmultiplikationsfaktor gegenüber Moderation mit reinem<br />
Wasser je nach betrachtetem Behälter <strong>und</strong> Brennstoff deutlich. Die Ursache dafür ist<br />
die gute Absorptionsfähigkeit für Neutronen durch das Nuklid 35 Cl, welches in dem<br />
Salzgestein <strong>und</strong> in gesättigter Lösung in hoher Konzentration vorliegt. Zusätzlich zu<br />
den intakten Behälterstrukturen wurde eine Reihe von Betrachtungsfällen zur Degradation<br />
der Behälter <strong>und</strong> der darin eingelagerten Brennstoffe analysiert. Dazu gehörten der<br />
sukzessive Verlust einer eventuellen Borierung (Neutronenabsorber) in der inneren<br />
Behälterstruktur, der Zerfall dieser Strukturen sowie die Bildung sek<strong>und</strong>ärer Uranmineralphasen<br />
im Behälterinneren nach Korrosion des Brennstoffs. Dabei konnte eine Reihe<br />
von Konfigurationen identifiziert werden, welche bei (nicht zu erwartender) Moderation<br />
durch reines Wasser Multiplikationsfaktoren größer als eins, d. h. Kritikalität,<br />
erreichen können.<br />
Bei Berücksichtigung der absorbierenden Wirkung des Chlors bleibt der errechnete<br />
Multiplikationsfaktor, selbst für unbestrahlten Brennstoff, für alle betrachteten Behälter,<br />
LWR-Brennstoffe <strong>und</strong> Degradationsfälle, stets unter eins.<br />
Ein Anspruch auf Vollständigkeit der untersuchten Betrachtungsfälle wird an dieser<br />
Stelle nicht erhoben. Allerdings sind gegenwärtig keine Konfigurationen erkennbar, die<br />
auf Basis des Inventars eines einzelnen Behälters zu deutlich höheren Multiplikationsfaktoren<br />
oder gar k eff ≥ 1,0 führen könnten.<br />
Außerdem werden keine Aussagen zur Eintrittswahrscheinlichkeit derartiger Konfigurationen<br />
getroffen. Möglicherweise werden hierzu weitere Untersuchungen erforderlich.<br />
Insgesamt basiert das hier verfolgte Nachweiskonzept zur Sicherstellung der Unterkritikalität<br />
wesentlich auf der Neutronen absorbierenden Wirkung des Nuklids 35 Cl. Deshalb<br />
ist eine Validierung der eingesetzten Rechenverfahren hinsichtlich der integralen<br />
Wirksamkeit dieses Nuklids erforderlich /DIN 94/. Typischerweise erfolgt dies durch<br />
Nachrechnung kritischer Benchmark-Experimente, um eventuelle systematische Abweichungen<br />
des eingesetzten Rechenverfahrens zu quantifizieren. Allerdings liegen<br />
derartige Experimente, die signifikante Mengen an Chlor enthalten, bislang nicht in der<br />
nötigen Anzahl <strong>und</strong> Qualität vor. Vergleichsrechnungen mit Daten aus mehreren unterschiedlichen<br />
Wirkungsquerschnittsbibliotheken für das Nuklid 35 Cl liefern aber konsistente<br />
Ergebnisse für den Neutronenmultiplikationsfaktor. Somit ist bislang kein Hinweis<br />
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