Das Projekt "Entwicklung und Anwendung des C-14-Verfahrens fuer die Validierung der OH-Verteilung unter Einbeziehung einer stabilen Studie zum CO-Haushalt Europas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Knowledge about distribution and seasonality of the pivotal atmospheric oxidant hydroxyl (OH) is essential to understand tropospheric chemistry, the distribution of reactive trace gases and their rates of removal from the atmosphere. A new and promising methodology for determining OH distribution is emerging. This new method is based on the detection of 14CO in the atmosphere. 14CO is a direct consequence of the interaction of cosmic radiation with the earth s atmosphere. Most neutrons produced eventually lead to 14CO via the nuclear reaction 14N(n,p) 14C. The freshly formed 14C is very rapidly oxidized to 14CO. It is the subsequent step of 14CO+OH = 14CO2+H which allows the assessment of OH, because 14CO production is known and resulting 14CO levels can be measured. Thanks to the recent advances in accelerator mass spectrometry (AMS) the extremely rare 14CO can be detected accurately. It is intended to determine 14CO bimonthly at 5 continental locations for 2 1/2 years starting at the upcoming solar minimum of solar cycle number 22. One additional very important site will be the GAW station of Izasa, Canary Islands (Spain), being more representative for the remote atmosphere, and lower latitudes. Two experiments are to be integral part of this project. One utilizes an elegant very recent development for direct measurement of the actual in situ production of 14CO by cosmic radiation. In this way the source and its modulation are better defined. The other experiment is the development of a time integrating alternative measurement technique. The project will give considerable details about CO in Europe, because next to concentration measurements, the 13C and 18O stable isotopic composition will be known as well. Analysis of these data will allow in a unique, and hitherto for Europe new way to constrain source estimates based on the isotopic partitioning. A major effort also will be directed in 3D modelling for studying the actual success of models to reproduce the various aspects of the new 14CO data. Presently, models have performed poorly in explaining 14CO data, which is due to some fundamental new challenging aspects of 14CO as compared to the usual test species, mainly methylchloroform (CH3CC13). Models transport properties as well as their OH distribution will be evaluated and improved, ultimately leading to a better understanding of the rate of removal of pollutants, with emphasis on Europe.
Das Projekt "Modellierung der spaeten Stoerfallphasen und der Uebergaenge in Kess-III/Integration in den Systemcode Athlet-Cd" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Kernenergetik und Energiesysteme durchgeführt. Der Antrag betrifft ein Anschlussvorhaben zum laufenden BMFT-gefoerderten Vorhaben BMFT 1500 750A. Zur Ertuechtigung des Systemcodes Athlet-Cd fuer auslegungsueberschreitende Stoerfaelle in LWR mit Kernschmelzen werden im Kess-III-System (Entwicklungs- und Testumgebung) detaillierte Modelle des Kernverhaltens erstellt und danach in Athlet-Cd integriert. Der Schwerpunkt des Anschlussvorhabens soll auf dem Ausbau der Spaetphasenmodelle (Schmelzverhalten im Kern bei fortschreitender Kernzerstoerung, Verlagerung im unteren Plenum als Schmelzstrahlen, Bildung von Partikelschuettungen und deren Verhalten im Kontakt mit dem RDB-Boden) und deren Integration in kontinuierlichem Ablauf (in z.T. vereinfachter Version) in Athlet-Cd liegen. Zusaetzlich zu den erwaehnten Hauptmodellen der Spaetphasenphaenomene sind Beschreibungen fuer die Uebergangsprozesse zu formulieren. Dies gilt auch fuer den Uebergang von den Fruehphasen- zu den Spaetphasenphaenomenen. Die Verifikation der Modelle im Kess-III- und Athlet-Cd-Rahmen soll fortgesetzt werden. In diesem Zusammenhang sind auch Modellueberarbeitungen durchzufuehren.
Das Projekt "Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie, Fachgebiet Analytische Chemie durchgeführt. Aus Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe geht hervor, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe die die Erde umgebende Ozonschicht abbauen. Ueber das Mass dieses Abbaus lassen sich keine exakten Angaben machen, da zu viele Konzentrationen beteiligter Reaktanden und Gleichgewichts bzw. Geschwindigkeitskonstanten nur ungenuegend bekannt sind. Eine sehr grosse Bedeutung kommt bei den Berechnungen der HCl-Konzentration in der Troposphaere und Stratospaere zu. Das analytische Problem HCl-Konzentrationen, die kleiner als 0,01 ppbv sind, in der Troposphaere zu bestimmen, laesst sich nur durch neue Methoden loesen. Zur Zeit sind wir deshalb mit der Ausarbeitung von zwei Methoden beschaeftigt. Bei der ersten Methode wird zunaechst traegerfreies CrO3 durch Kernreaktionen hergestellt. Anschliessend erfolgt mit dem zu bestimmenden HCl eine Umsetzung und das gebildete CrO2Cl2 wird verfluechtigt und durch Bestimmung der Aktivitaet eine HCl-Bestimmung durchgefuehrt. Bei dem zweiten Verfahren wird die Selektivitaet eines EC-Detektors fuer bestimmte Substanzen ausgenutzt. HCl wird entweder mit halogenierten Epoxiden umgesetzt oder perfluorierte organische Verbindungen werden gespalten. Die entstehenden Verbindungen werden gaschromatographisch abgetrennt und mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit einem EC-Detektor nachgewiesen.
Das Projekt "Abschaetzung des Verlaufs und der Folgen schwerer Stoerfaelle mit Tritiumfreisetzungen im Fusionsreaktorkonzept - ITER-FEAT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Unter massgeblicher Beteiligung Deutschlands und der EU wird in internationale Kooperation der Kernfusionsreaktor ITER (International Thermonclear Experimental Reactor) fuer experimentelle Untersuchungen entwickelt. Das Atomgesetz fordert in Paragraph 7 (2a) fuer Kernspaltungsanlagen, dass auch bei Ereignissen, einschneidende Schutzmassnahmen ausserhalb des Anlagegelaendes (z.B. Evakuierung) nicht erforderlich werden. Diese Anforderung muss auch als Mindeststandard fuer Kernfusionsanlagen gelten. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Erfassung und Bewertung auslegungsueberschreitender Ereignisse bzw. Unfallablaeufe im derzeitigen Konzept des Fusionsreaktors ITER. Mit diesen Untersuchungen soll im Sinne des Atomgesetzes festgestellt werden, ob Ablaeufe ausgeschlossen werden koennen, die ausserhalb des Anlagengelaendes einschneidende Schutzmassnahmen erfordern wuerden. Es sollen dazu Abschaetzungen auf der Grundlage vorliegender technischer Informationen und frueheren Untersuchungen zu NET/ITER vorgenommen werden.
Das Projekt "Weiterentwicklung ATHLET/ATHLET-CD" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Ziel der Weiterentwicklung von ATHLET/ATHLET-CD ist es, ein Rechenprogrammsystem zur möglichst realistischen Simulation von Transienten, Störfällen und Unfällen in wassergekühlten Kernreaktoren mit umfassenden und abgesicherten Modellen, hoher Aussagesicherheit und hoher Rechengeschwindigkeit bereitzustellen. Der Arbeitsplan sieht vor, die Modelle der Thermo-Fluiddynamik für ein- und mehrdimensionale Zweiphasenströmungen, zum Brennstabverhalten, der Kernaufheizung und Kernzerstörung, der Freisetzung und des Transportes der Spaltprodukte und Aerosole im nuklearen Dampferzeugungssystem, sowie für das Versagen von Rohrleitungen und des Reaktordruckbehälters zu vervollständigen, auszubauen und zu optimieren. Außerdem wird die Benutzeroberfläche verbessert und die Programmdokumentation ergänzt. Die langjährige Erfahrung und erfolgreiche Tätigkeit der GRS auf diesem Fachgebiet versprechen gute Erfolgsaussichten.
Das Projekt "Externe Validierung und Analyse des Integralcodes ASTEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Ingenieurwissenschaften, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft durchgeführt. Ziel ist die Modellanalyse und Bewertung des Integralcodes ASTEC durch vertiefte externe Validierung anhand ausgewählter Experimente sowie einen Vergleich mit den jeweiligen Simulationsergebnissen der Codes COCOSYS bzw. ATHLET-CD. Die Aufarbeitung der Experimente und Messwerte ist bereits erfolgt. Die Simulationsrechnungen im In-Vessel-Bereich behandeln Phänomene zum Boil-off, Quenchen und zur B4C-Oxidation, die im Ex-Vessel-Bereich zur Thermohydraulik, Aerosolabbau, H2-Verteilung und -Deflagration, Sprühen sowie zum SWR-Blow-Down. Auf Basis der Modellanalyse und übergeordneten Bewertung des Programms erfolgt die Beurteilung des spezifischen Entwicklungspotentials. Durch die Verbreiterung der ASTEC-Validierungsmatrix ergibt sich infolge neuer Erkenntnisse eine Stützung des Qualitätsnachweises, wobei u. a. auch Anforderungen externer Nutzer hinsichtlich der Handhabung aufgezeigt werden. Durch die kontinuierliche Dokumentation der Ergebnisse stehen diese den Code-Entwicklern und -Anwendern umgehend zur Verfügung.
Das Projekt "Hoch- und Niedrigtemperatur-Alteration ultramafischer Ozeankruste: Mineralogie, Geochemie und isotopische Eigenschaften von Hydrothermalsystemen am Mittelatlantischen Rücken zwischen 14 und 15 N" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Hydrothermal deposits may be created as a result of either ultramafic rock-seawater or basalt-seawater reactions. Previous studies of slow-spreading ridges indicate that in addition to basalts ultramafic rocks often make up a significant proportion of the upper oceanic crust. These ultramafic rocks are partially to completely serpentinized, indicating that reaction of hydrohtermal fluids with upper mantle lithologies is a common process. The present projekt aims to sample the serpentinized ultramafic-hosted hydrothermal systems in the Logatchev field region directly south of the Fifteen-twenty Fracture Zone at the Mid-Atlantic Ridge. The occurrence of both high- and low-temperature ultramafic-hosted systems leads to pronounced differences in the secondary mineralogy when compard to basalt-hosted hydrothermal systems. Our main aims are to study the mineralogical, geochemical and isotopic composition of bulk and clay samples to quantify the chemical changes related to serpentinization. From this we hope to better define the significance of reactions between seawater and lower crust/upper mantle in global lithosphere-seawater-exchange. To achieve these aims we will have a ship-based sampling of the Mid Atlantic Ridge between 14 degree 45'N and 15 degree 05'N using the RV Meteor from 15.1. to 13.2.2004 (M60/3).
Das Projekt "Untersuchungen zu Mengengerüst und Entsorgungsmöglichkeiten berylliumhaltiger radioaktiver Abfälle in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Beryllium ist nach Lithium das Leichtmetall mit der geringsten Atommasse; es ist sehr hart, besitzt einen relativ hohen Schmelzpunkt und geht neutronenfreisetzende Kernreaktionen ein. Dies macht es zu einem vielgenutzten Werkstoff in der Kerntechnik. Beryllium wird als Neutronenreflektor in Forschungsreaktoren und als Reaktionspartner in Neutronenquellen verwendet. Zudem ist Beryllium stark chemotoxisch, die maximal einlagerbare Masse in das Endlager Konrad ist daher vergleichsweise gemäß Liste II der Anlage zur Grundwasserverordnung sehr gering. In der von der GRS im Rahmen des PDWM-Vorhabens (4718E03330) geführten Datenbank zum Abfallaufkommen radioaktiver Abfälle mit vernachlässigbarer Wärmeentwicklung sind für das Jahr 2018 zwei Positionen mit Beryllium-Reflektoren gelistet. Die Reflektoren lagern am Helmholtz Zentrum Berlin sowie am Forschungsreaktor München und sind insgesamt mit 322 kg und 1,3 Kubikmetern als radioaktive Abfälle aufgeführt. Zusätzlich sind Beryllium-Abfälle im dreistelligen Kilogramm-Bereich aus dem Rückbau des Forschungsreaktors BER-II und der Konditionierung berylliumhaltiger Quellen zu erwarten. Für das Endlager Konrad ist durch die Massenbegrenzung nichtradioaktiver schädlicher Stoffe nur eine Gesamtmasse von 24,5 kg Beryllium genehmigt. Dieser Wert wird bereits mit dem am Helmholtz Zentrum Berlin in der Zwischenlagerung befindlichen Beryllium-Neutronenreflektor um mehr als das Zehnfache überschritten. Dieses Vorhaben soll dazu dienen, die in Deutschland endzulagernden Berylliummassen zu analysieren und mögliche alternative Entsorgungswege zu erarbeiten.
Das Projekt "Untersuchungen von Neutronenquellen im Energiebereich 5-100 keV unter Benutzung von Teilchenbeschleunigern und ihre Anwendung fuer die Strahlenschutzmessung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Physikalisch-Technische Bundesanstalt durchgeführt. In der Umgebung kerntechnischer Anlagen geben Neutronen mit Energien unterhalb von 100keV einen wesentlichen Beitrag zur Neutronenaequivalentdosis. Kalibrierung von Strahlenschutzdosimetern fuer Neutronen ist in diesem Energiebereich schwierig, da bisher keine voll befriedigenden monoenergetischen Neutronenquellen zur Verfuegung stehen. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Kernreaktionen 45Sc(p,u)45Ti und 7Li(p,u)7Be in bezug auf die Erzeugung monoenergetischer Neutronenfelder im Energiebereich von 5keV bis 100keV zu untersuchen. Unter Ausnutzung eines gepulsten Protonenstromes vom Teilchenbeschleuniger soll das Energiespektrum der in einem Scandiumtarget erzeugten Neutronen mit der Flugzeitmethode bestimmt werden. Dabei werden die Neutronen in einem Lithiumglasszintillationszaehler nachgewiesen. Durch die Wahl eines duennen Scandiumtargets kann bei geringer Energiebreite der einfallenden Protonen ein monoenergetisches Neutronenfeld erzeugt werden. Die Energie der Neutronen ist mit der Einschussenergie der Neutronen korreliert. Im Rahmen des Projektes sollen die Neutronenausbeute in Abhaengigkeit von der Protonenenergie und die Eigenschaften der erzeugten Neutronenfelder in bezug auf die Kalibrierung von Strahlenschutzdosimetern untersucht werden. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit mit dem National Physical Laboratory, U.K., durchgefuehrt.
Das Projekt "Grundlagenforschung zu Kernreaktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Biochemie, Abteilung Nuklearchemie durchgeführt. Bestimmung nuklearer Daten, wie Wirkungsquerschnitte und Anregungsfunktionen. Diese Ergebnisse sind grundlegende Daten fuer die verschiedensten Gebiete der Anwendungen, wie z.B. Kernphysik, Beschleuniger-Technologie, Strahlenschutz, Medizin, Raumfahrt-Technik, Astrophysik, Geophysik, Planetologie, Kosmophysik- und -chemie und Beschleuniger-getriebene-Energiesysteme.