Reaktorsicherheit
Arbeitsgebiete
- Weiterentwicklung, Validierung und Anwendung des Codekomplexes DYN3D-ATHLET
Für die Störfallanalyse von Leichtwasserreaktoren (LWR) ist das Reaktordynamikprogramm DYN3D im Institut für Sicherheitsforschung entwickelt und mit dem Thermohydraulik-Systemcode ATHLET der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit(GRS) gekoppelt worden. Das gekoppelte Programmpaket gestattet die Analyse eines breiten Spektrums von Reaktortransienten. DYN3D steht in zwei Versionen für russische und westliche LWR zur Verfügung. Die Validierung erfolgt anhand von internationalen Programmvergleichen (Benchmarkaufgaben) sowie der Nachrechnung von Transienten in Kernkraftwerken. DYN3D ist Bestandteil der europäischen Codeplattform NURESIM.
Aktuelle Forschungsziele sind:
- Implementierung transporttheoretischer Ansätze in die Neutronenkinetik
- Analyse hypothetischer Reaktivitätstransienten für Druck- und Siedewasserreaktoren (u. a. Bewertung von Borverdünnungstransienten und ATWS-Störfällen)
- Untersuchungen zur Transmutation von Actiniden in LWR (EU-Projekt)
- Entwicklung von DYN3D-Dynamikmodellen für Salzschmelzenreaktoren und Hochtemperaturreaktoren
- Ertüchtigung und Anwendung von CFD-Codes für die Simulation sicherheitsrelevanter Prozesse
Der Arbeitsschwerpunkt umfasst:
- CFD-Rechnungen zur Kühlmittelvermischung in Druckwasserreaktoren
- die Simulation des Transports von bei Leckstörfällen freigesetztem Isolationsmaterial im Reaktorsumpf
- die Entwicklung und Validierung von CFD-Modellen für polydisperse Blasenströmungen
- die numerische Simulation der Dynamik freier Oberflächenströmungen
- die Berechnung von Wärmeübergang und Dampfbildung bei unterkühltem Sieden in beheizten Kanälen
- die Untersuchung der Naturkonvektion in großen Behältern mit lokalen Wärmequellen
- die Modellierung des Blasenentrainments durch einen Flüssigkeitsstrahl
Neuste Publikation
Ants and DYN3D Solutions to the IAEA-Hex Kinetics Benchmark
Abstract
A recently published two-dimensional, two-group hexagonal geometry IAEA-Hex kinetics benchmark was solved using the nodal neutronics programs Ants and DYN3D. Solutions to both the ramp and step transients were obtained with both programs. With Ants, the benchmark was solved using either the hexagonal geometry model or the triangular geometry model with either 6 or 24 triangles per hexagon. For DYN3D, three different hexagonal nodal models were used to solve the benchmark. For both transients and all models, multiple solutions with different fixed time-step lengths were calculated.
The results were compared against the benchmark reference results. With Ants, the triangular geometry model predicted the powers more accurately than the hexagonal model. Refining the radial mesh with the triangular geometry model did not affect the results of either transient. Generally, Ants agreed very well with the reference solution when a short enough time step was used, especially with the triangular geometry model. DYN3D yielded results that were sufficiently close to the reference solution, demonstrating its capability to accurately model transient phenomena in hexagonal reactor cores. The sensitivity of the solution accuracies and run times to the time step used in the transient calculations was also investigated.
Keywords: Ants; code verification; DYN3D; IAEA-HEX kinetics benchmark; nodal diffusion
-
Nuclear Science and Engineering (2026)
Online First (2025) DOI: 10.1080/00295639.2025.2545613
Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-42011
Team
Leitung | |||||
| Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Dr. Sören Kliem | 250/108 | 2318 | s.kliem | ||
Mitarbeiter | |||||
| Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
| Dr. Yurii Bilodid | 250/209 | 2020 | y.bilodid | ||
| Dr. Emil Fridman | 250/209 | 2167 | e.fridman | ||
| Jörg Konheiser | 250/109 | 2416 | j.konheiser | ||
| Kerstin Kurde | 250/107 | 3025 | k.kurde | ||
| Dr. Evgeny Nikitin | 250/207 | 2906 | e.nikitin | ||
| Dr. Frank Schäfer | 250/117 | 2069 | f.schaefer | ||
