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Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Radioökologie und Strahlenschutz durchgeführt. Durch oberirdische Kernwaffenexplosionen, kerntechnische Unfälle und Emissionen aus Wiederaufarbeitungsanlagen wurden die natürlichen Vorkommen des langlebigen Radionuklids 129I (T1/2 = 15.7 Ma) nachhaltig verändert. Insbesondere die Anlagen in Sellafield in Großbritannien nahe der Irischen See und La Hague in Frankreich am Englischen Kanal beeinflussen die Umwelt in Westeuropa maßgeblich. Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes werden Depositionsraten, Depositionsdichten und der Transport von anthropogenem 129I in der Umwelt untersucht. Ziel des Vorhabens ist eine bundesweite Bilanzierung der vorhandenen Iod-Inventare in der Pedosphäre (Bodenproben), die Erfassung der trockenen und feuchten Depositionen (Luftfilter, Niederschlagsproben), sowie die Beprobung von Oberflächengewässern (ausgewählte Fließgewässer) zur Bestimmung des Abtransportes von Iod ins Meer.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Geschäftsbereich Sicherheit und Strahlenschutz (S) durchgeführt. The investigations will deepen our knowledge on the impact of radiation-induced complex DNA lesions with spinoffs for radiation protection and the development of new, advanced tumor therapy strategies. The DNA double-strand-break (DSB), which is defined as a rupture in the double-stranded DNA molecule, is the most critical DNA lesion and when un- or misrepaired may lead to transformation or cell killing. For a DSB the chance to be accurately repaired strongly depends on its complexity. This complexity is defined by the nature and number of chemical alterations involved, its clustering or location in chromatin regions of different accessibility, as well as its association with DNA replication. It is widely recognized that lesion complexity is a major determinant of many of the adverse effects of IR, but the risks associated with different levels of complexity and the role of complexity in the choice of DSB repair pathway remain conjectural. The latter is particularly relevant, as it is well-known that the pathways engaged in DSB processing show distinct and frequently inherent propensities for errors. Therefore, pathway-choice will define the types and levels of possible errors and thus also the associated risk for genomic alterations. Here, we present a project designed to address the biological consequences of DSBs of different levels of complexity focusing on how complexity affects processing and the generation of processing-errors. In a highly coordinated effort, five expert Institutes and Clinics address specific facets of DSB complexity and cover in this way a spectrum of lesions encompassing all major candidates for adverse radiation effects. Importantly, the experimental design integrates a bioinformatics component analyzing the effect of DSB complexity on gene expression, as well as DNA sequence alterations from erroneous processing. The knowledge generated by the proposal will be important for our understanding of the mechanisms underpinning individual radiosensitivity differences, and relevant to radiation protection and individualized radiotherapy. The proposed research will generate an environment that will strengthen the participating groups and as a result the field of Radiation Biology in Germany. Most notably though, it will generate a unique environment for recruiting and training young investigators, as well for retaining in the field excellent graduate students as postdoctoral fellows.

Messtechnische und modellbasierte Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen aufgrund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland

Das Projekt "Messtechnische und modellbasierte Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen aufgrund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NUCLEAR CONTROL & CONSULTING GmbH durchgeführt. Im Rahmen des 2011 bis2013 durchgeführten Vorhabens Messtechnische und theoretische Abschätzung des Eintrags von I-131 in die OSPAR-Regionen auf Grund der nuklearmedizinischen Anwendung von Radioiod in Deutschland' wurde ein Modellansatz entwickelt, der eine Ermittlung der I-131-Frachten aus deutschen Oberflächengewässern in die OSPAR-Regionen ermöglicht. Dabei wurde festgestellt, dass eine Diskrepanz zwischen der theoretischen I-131-Einleitung und den tatsächlich festgestellten I-131-Frachten in Flüssen besteht. Ziel des hier berichteten Vorhabens ist es, weitere messtechnische Untersuchungen durchzuführen, um den Prozess und die möglichen Ursachen für die Rückhaltung und den Zerfall von I-131 zu prüfen und weitere Erkenntnisse zur Verbesserung des Modells zu gewinnen.

Analysen zur Modellierung des Iodverhaltens im Containment (AMICO)

Das Projekt "Analysen zur Modellierung des Iodverhaltens im Containment (AMICO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Framatome GmbH durchgeführt. Bei einem schweren Störfall in Kernkraftwerken mit Kernschmelzen werden erhebliche Mengen an radioaktiven Spaltprodukten, darunter die flüchtigen Iod-Radionuklide, in das Containment freigesetzt. Transport- und Verteilungsphänomene der Spaltprodukte innerhalb des Containments werden mit dem Containment-Code COCOSYS simuliert, zur Quantifizierung einer Spaltprodukt-Freisetzung in die Umgebung. Aufgrund der chemischen Vielseitigkeit des Iods tragen außerordentlich viele Phänomene zu seinem Verhalten im Containment bei, so dass dessen Modellierung in COCOSYS bereits seit vielen Jahren mit großem internationalem Aufwand anhand von Experimenten unter möglichst störfallnahen Randbedingungen entwickelt und validiert wird. Mit dem vorliegenden AMICO-Projekt (1501562) werden die Iod-Modelle weiter optimiert und durch ihre Validierung die Belastbarkeit von COCOSYS-Rechnungen für ein Kernkraftwerk-Containment erhöht. Zum Auswaschen von gasförmigem Elementariod mit einem Sprühsystem aus der Behälteratmosphäre der THAI-Versuchsanlage wird das Sprühmodell in COCOSYS optimiert. Nachfolgend wird in einer COCOSYS-Anlagenrechnung die Auswirkung des optimierten Sprühmodells auf das Inventar an flüchtigem Iod in einer EPR-Containment-Atmosphäre untersucht. In aktuellen OECD-Projekten und im nationalen THAI-Projekt werden fortlaufend neue Iod-Experimente im Labormaßstab durchgeführt, deren Daten einzelne oder mehrere Einzelphänomene des Iods adressieren und die diesbezüglich mit den jeweiligen COCOSYS-Modellen analysiert und gegebenenfalls optimiert werden. Dazu gehören insbesondere die Ablagerung von elementarem Iod auf Containment-Dekontaminationsanstrich, sowie die Freisetzung von organisch gebundenem Iod vom Dekontaminationsanstrich unter Bestrahlung mit störfall-relevanter Dosisleistung. Mit dem neu in COCOSYS aufgenommenen CoPool-Modell werden Temperaturschichtungen in einem störfallbedingt wassergefüllten Containment-Sumpf berechnet, um so die Auswirkungen auf die Freisetzung des flüchtigen Iods zu ermitteln und mit bisherigen vereinfachenden Schichtungsmodellen ohne CoPool zu vergleichen. Für ein EPR-Störfallszenario wird die Unsicherheit der COCOSYS-Vorhersage zum flüchtigen Iod-Inventar in der Containment-Atmosphäre ermittelt, unter Verwendung der GRS-Methode bei der Durchführung von Unsicherheitsanalysen mit dem Programm SUSA. Neben der Quantifizierung der Unsicherheit des Iod-Inventars werden dabei auch die sensitiven Iod-Modellparameter identifiziert, was auch als Grundlage für die Bewertung von künftigem Verbesserungsbedarf der Iod-Modellierung dienen kann.

Untersuchung des Brustkrebsrisikos nach Radioiodtherapie eines Schilddrüsenkarzinoms-Machbarkeitsstudie

Das Projekt "Untersuchung des Brustkrebsrisikos nach Radioiodtherapie eines Schilddrüsenkarzinoms-Machbarkeitsstudie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Würzburg, Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin durchgeführt. Ein mögliches Risiko der Strahlentherapie ist die Induktion von Zweittumoren. Im Besonderen geht es um die Induktion von Brustkrebs durch die Radioiodtherapie (RIT). Dazu vorliegende Ergebnisse aus Studien lassen keine eindeutige Aussage zu und sind in Teilen widersprüchlich. Aus strahlenhygienischer Sicht ist eine systematische Erfassung von Brustkrebs als Folge einer RIT von besonderer Bedeutung, da die RIT eine gängige Form der Therapie bösartiger Schilddrüsentumoren und im gegebenen Fall auch gutartiger Erkrankungen der Schilddrüse ist. Derzeit werden in Deutschland bei gutartigen und bösartigen Schilddrüsenerkrankungen ca. 50 000 RIT pro Jahr durchgeführt (s. F. Grünwald, K.-M. Derwahl, Diagnostik und Therapie von Schilddrüsenerkrankungen. Frankfurt, Berlin 2014). Demzufolge wurde 2011 ein Ressortforschungsvorhaben (3611S40006) initiiert mit dem Ziel, das Brustkrebsrisiko von Frauen, die als Kinder und Jugendliche radioiodtherapiert wurden, zu untersuchen. Im Verlauf dieser Studie wurden das Studiendesign festgelegt und geeignete Studienzentren und -kollektive für eine repräsentative Erhebung des Brustkrebsrisikos ausfindig gemacht. Innerhalb der Laufzeit des FVs konnten jedoch weder genügend Zusagen von den geeigneten Forschungseinrichtungen gewonnen werden, noch eine für eine repräsentative Erhebung ausreichende Anzahl an Teilnehmerinnen rekrutiert werden, die sich bereit erklärten, an einer langfristigen Studie teilzunehmen. Diese Schwierigkeiten konnten zwischenzeitlich überwunden werden, so dass nunmehr durch Zusagen verschiedener Studienzentren eine ausreichende Anzahl an möglichen Teilnehmerinnen (8070) zur Verfügung steht, um eine belastbare Abschätzung des Brustkrebsrisikos nach RIT ermitteln zu können. Bevor diese repräsentative Studie an mehreren Tausend Frauen initiiert wird, soll im vorliegenden Forschungsvorhaben ihre Machbarkeit an einem kleinen Kollektiv von Frauen erprobt werden.

Validierung und Verifikation der Rechenprogramme COCOSYS und ASTEC

Das Projekt "Validierung und Verifikation der Rechenprogramme COCOSYS und ASTEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Umfassende Sicherheitsanalysen von Stör- und Unfallabläufen in Kernkraftwerken erfordern Rechenprogramme, die unter Berücksichtigung des aktuellen Standes von Wissenschaft & Technik eine möglichst realitätsnahe und verlässliche Simulation der Abläufe und der sich einstellenden Zustände in der Anlage erlauben. Zielsetzung des aktuellen Vorhabens ist es, den GRS-Systemcode COCOSYS ('Containment Code System') und den deutsch-französischen Integralcode ASTEC ('Accident Source Term Evaluation Code') weiter zu validieren, aktuelle Versuchsprogramme (hier insbesondere die THAI-Anlage bei Becker Technologies GmbH) zu begleiten sowie die Anwendbarkeit der Simulationskette ATHLET-CD ('Analysis of Thermal-hydraulics of Leaks and Transients-Core Degradation') für Kern und Kühlkreislauf und COCOSYS für das Containment auch für die Phase nach Reaktordruckbehälter(RDB)-Versagen zu verifizieren. Die folgenden Arbeiten werden durchgeführt: Validierung von weiterentwickelten und neuen COCOSYS-Modellen sowie die Begleitung von Experimenten (AP1). Im Mittelpunkt steht dabei die aktuelle COCOSYS-Entwicklung zur Umstrukturierung des Moduls für das Aerosol- und Spaltproduktverhalten (AFP - 'Aerosol and Fission Product Module'). Verifizierung von COCOSYS durch Anlagenrechnungen (AP2). Die Arbeiten beinhalten die Analyse der vollständigen Simulationskette mittels gekoppelter ATHLET-CD und COCOSYS Rechnungen, einschließlich der Phase nach RDB-Versagen. Weitere Arbeitspunkte betreffen Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen mit COCOSYS (AP3). Darin wird die GRS-Methode mittels des Programms SUSA auf die COCOSYS Module für die Jod- und Aerosolmodellierung sowie die Schmelze-Beton-Wechselwirkung nach RDB-Versagen angewendet. AP4 beinhaltet internationale Aktivitäten. Dazu zählen insbesondere die Begleitung experimenteller Programme der OECD/NEA (THAI -'Thermal-hydraulics, Hydrogen, Aerosols, and Iodine', BIP -'Behaviour of Iodine Project', STEM -'Source Term Evaluation and Mitigation') sowie die Fortführung der Beteiligung am laufenden EU-Vorhaben CESAM (Code for European Severe Accident Management'), das zudem von der GRS auch koordiniert wird. Der AP 5 beinhaltet im Sinne einer Validierung die regelmäßige Durchführung des Regressionstestens und exemplarischer Anwendungsrechnungen zur Sicherstellung konsistenter Ergebnisse und Vermeidung unerwünschter Seiteneffekte bei bereits getesteten Teilen von COCOSYS. Die Qualitätssicherung wir in AP6 sichergestellt. Dazu zählen neben dem User Support z. B. durch Organisation von Workshops auch die Dokumentation sowie deren Aktualisierung. Hier sind Benutzer-Handbücher, Referenz-Handbücher sowie Nutzer-Empfehlungen zu nennen.

Aerosolverhalten bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken (SAAB II)

Das Projekt "Aerosolverhalten bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken (SAAB II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Lehrstuhl für Produktionssystematik durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen das Abbauverhalten unter transienten Einspeisebedingungen, die Wechselwirkungen zwischen Brandaerosolen und Kernschmelzaerosolen und die Partikelrückhaltung in einer Wasservorlage (Pool Scrubbing) vertieft mit dem Ziel untersucht werden, die Prognosefähigkeit für das Aerosolverhalten im Containment insgesamt zu erhöhen und somit eine belastbarere Aussage über einen potentiellen radiologischen Quellterm zu ermöglichen. Daneben werden Fragestellungen bearbeitet, die eine hohe Relevanz von Brandaerosolen hinsichtlich ausgewählter Maßnahmen zur Schadenbegrenzung im Störfall vermuten lassen. Konkret betrifft dies den Einfluss von Brandaerosol auf das Startverhalten von katalytischen Rekombinatoren und auf die Entstehung volatiler Jodspezies.

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