Das Projekt "Saferty of actinides in the nuclear fuel cycle, 1992-1994" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von European Commission, Joint Research Centre (JRC). Institute for Transuranium Elements (ITU) durchgeführt. Objective: To carry out safety studies with nuclear fuels under long-term and off-normal conditions, to evaluate and reduce risks associated with storing and handling actinides, to carry out basic solid state studies on actinides and collect data and bibliographic references on properties and applications of transuranium elements. General Information: Progress to end 1991. The Institute continued efforts to contribute to the safety of nuclear fission by concentrating its research activities on investigations of the behaviour of nuclear fuel after prolonged irradiation and under variable reactor operating conditions. Mechanism for the release of fission products from irradiated fuel were further elucidated, and the formation of particular structural features which may limit the fuel lifetime were better understood. First results of the post-irradiation examination of nitride fuels irradiated in the Fench PHENIX reactor were obtained, demonstrating the technological potential and the limitations of this fuel type. The measurement of the physical fuel properties of nuclear fuels at extremely high temperatures was continued, and first results of the thermal expansion of uranium dioxide for above its melting temperature were obtained. A facility was installed in order to study possibilities of (nuclear) aerosol agglomeration under dynamic conditions in a high-power acoustic field at ultrasonic and audible frequencies. Mixed oxide fuel rods containing minor actinides (MA), which had been irradiated in a fast reactor (PHENIX) in order to study possibilities of MA transmutation, were analysed. Np-based specimens, mostly in the form of single crystals, were prepared for basic experimental solid state physics studies at the Institute and in various overseas and European laboratories. Progress was made in understanding the electronic structure of transuranium elements and their compounds by further development of theories and experimental efforts in high-pressure research and photoelectron spectroscopy. Equipment for Moessbauer spectroscopy and for other physical property measurements at cryogenic temperatures was installed in the new transuranium research user facility. Work to adapt instruments and methods developed at the Institute in the frame of the above programme (fast multi-colour pyrometry and enhancement of industrial filter efficiency) to industrial application was continued, together with partners from industry. Four patent proposals (on acoustically enhanced off-gas scrubbing, on laser-enhanced extraction, on production methods for Ac-225 and Bi-213, and on the preparation of amorphous substances) were filed in 1991. 42 articles in scientific-technical journals were published (or submitted for publication) and 82 lectures were given in conferences on various subjects dealing with the safety of actinides in the nuclear fuel cycle in 1991. Detailed description of work foreseen in 1992 (expected results). Studies of fission product migration ...
Das Projekt "Teilprojekt: FZJ" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. In einer bilateralen Studie sollen strategische Ansätze und technologische Entwicklungen auf dem Gebiet von Partitioning und Transmutation in Russland gezielt analysiert und bewertet werden. Insbesondere gilt dies im Hinblick auf einen möglichen Nutzen bzw. Optimierungspotentiale für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Deutschland. Dies umfasst: 1. Beobachtung und Analyse von Entwicklungen auf dem Feld neuer Reaktortypen (z.B. Generation IV-Reaktoren, Schmelzflussreaktoren (molten salt reactor, MSR) und evtl. kleine modulare Reaktoren (small modular reactors, SMR). 2.Betrachtung des potentiellen Einflusses dieser Entwicklungen auf die Entsorgungsprogramme und -pfade und damit auch auf favorisierte Entsorgungsoptionen in anderen Ländern (hier Russland), die diese neuen Reaktortypen einsetzen würden 3.Bewertung der einzelnen Entsorgungsmöglichkeiten und -pfade hinsichtlich der naturwissenschaftlich-technischen Reife und Spiegelung an den deutschen Gegebenheiten (z.B. Art und Menge der Abfälle, regulatorische Vorgaben). Dazu soll ein deutsches Kernautorenteam mit einem russischen Kernautorenteam zusammenarbeiten. Ziel ist es innerhalb der Projektlaufzeit von sieben Monaten eine entsprechende Studie zusammenzustellen. Dieser Antrag bezieht sich auf die Beiträge von deutscher Seite.
Das Projekt "Teilprojekt: KIT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Programm Nukleare Entsorgung, Sicherheit und Strahlenforschung (NUSAFE) durchgeführt. In einer bilateralen Studie sollen strategische Ansätze und technologische Entwicklungen auf dem Gebiet von Partitioning und Transmutation in Russland gezielt analysiert und bewertet werden. Insbesondere gilt dies im Hinblick auf einen möglichen Nutzen bzw. Optimierungspotentiale für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle in Deutschland. Dies umfasst: 1. Beobachtung und Analyse von Entwicklungen auf dem Feld neuer Reaktortypen (z.B. Generation IV-Reaktoren, Schmelzflussreaktoren (molten salt reactor, MSR) und evtl. kleine modulare Reaktoren (small modular reactors, SMR). 2.Betrachtung des potentiellen Einflusses dieser Entwicklungen auf die Entsorgungsprogramme und -pfade und damit auch auf favorisierte Entsorgungsoptionen in anderen Ländern (hier Russland), die diese neuen Reaktortypen einsetzen würden 3.Bewertung der einzelnen Entsorgungsmöglichkeiten und -pfade hinsichtlich der naturwissenschaftlich-technischen Reife und Spiegelung an den deutschen Gegebenheiten (z.B. Art und Menge der Abfälle, regulatorische Vorgaben). Dazu soll ein deutsches Kernautorenteam mit einem russischen Kernautorenteam zusammenarbeiten. Ziel ist es innerhalb der Projektlaufzeit von sieben Monaten eine entsprechende Studie zusammenzustellen. Dieser Antrag bezieht sich auf die Beiträge von deutscher Seite.
Das Projekt "Studie zur Partitionierung und Transmutation (P&T) hochradioaktiver Abfälle; Kurztitel P&T-Studie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. Ziel ist es das Potential von Partitionierung und Transmutation, den Stand von Wissenschaft und Technik, sowie die Chancen und Risiken dieser Technologien detailliert herauszuarbeiten. Hierfür werden mehrere Szenarien entwickelt und miteinander verglichen. Außerdem wird analysiert, welche Auswirkungen P&T auf die Entsorgungsstrategien für radioaktive Abfälle hat und welche Beiträge Deutschland zu einem europäischen P&T - Konzept leisten kann. In diesem Zusammenhang wird das Potential einer möglichen deutschen Beteiligung an der Entwicklung des europäischen P&T-Konzepts unter dem Aspekt der Förderung und Erhaltung der Kompetenzen in der deutschen Nuklearforschung analysiert. Darüber hinaus wird auch der Transfer von P&T-Technologien in nicht-nukleare Anwendungsbereiche evaluiert und dargestellt. In der vorliegenden Studie werden im ersten Teil die wissenschaftliche und technologische Aspekte der Technologieoption Partitionierung und Transmutation (P&T), die einen wichtigen Beitrag zum nuklearen Abfallmanagement leisten kann, bearbeitet. Parallel dazu, werden in einem zweiten Teil der soziowissenschaftliche, ökologische und ökonomische Gesichtspunkt analysiert und schließlich beide Teilstudien zusammengeführt.
Das Projekt "Studie zur Partitionierung und Transmutation (P&T) hochradioaktiver Abfälle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBE TECHNOLOGY GmbH durchgeführt. Mit der Studie des KIT und der Uni Stuttgart zur Partitionierung und Transmutation hochradioaktiver Abfälle soll das Potential von P&T, der Stand von Wissenschaft und Technik sowie die Chancen und Risiken dieser Technologie detailliert herausgearbeitet werden. Außerdem wird analysiert, welche Auswirkungen P&T auf die Entsorgungsstrategien für radioaktive Abfälle hat und welche Beiträge Deutschland zu einem europäischen P&T-Konzept leisten kann. Das Vorhaben wird hierbei in 2 Module aufgeteilt. Mit dem Modul A werden die wissenschaftlichen und technologischen Aspekte von P&T bearbeitet, im Modul B die soziowissenschaftlichen, ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkte. Die Schnittstellen zwischen den beiden Teilstudien werden durch Szenarien beschrieben, die in gemeinsamen Workshops erarbeitet werden. DBE TECHNOLOGY GmbH ist schwerpunktmäßig bei Aspekten der Endlagerkonzeption und Endlagersicherheit beteiligt.
Das Projekt "Verfolgung und Aufbereitung des Standes von Wissenschaft und Technik bei alternativen Entsorgungsoptionen für hochradioaktive Abfälle (altEr)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Nach §§ 15 (2) und 17 (2) StandAG 2017 (Entscheidungen über übertägige/untertägige Erkundung und Erkundungsprogramme) übermittelt das BASE dem BMU den jeweiligen Vorschlag der BGE zusammen mit einer begründeten Empfehlung. Zu dieser begründeten Empfehlung gehört auch ein Bericht des BASE zur Evaluation des Standortauswahlverfahrens und eine Diskussion alternativer Entsorgungsmöglichkeiten (Begründung zum Gesetzesentwurf StandAG 2017). Im Abschlussbericht der Endlagerkommission werden folgende mögliche Alternativen zur Endlagerung in einem Bergwerk genannt: Endlagerung in tiefen Bohrlöchern, Transmutation (bzw. Partitionierung und Transmutation - P&T) sowie Langzeitzwischenlagerung. Daraus ergibt sich für das BASE die Aufgabe, sowohl den aktuellen Stand von W&T bzgl. möglicher Alternativen zur tiefen geologischen Endlagerung zu ermitteln, als auch dessen weitere Entwicklung fortlaufend zu beobachten und zu bewerten. Hierzu gehört auch die Identifikation und Bewertung möglicher neuer Alternativen, welche zum damaligen Zeitpunkt der Endlagerkommission noch nicht absehbar waren. Dies bedeutet auch, Entwicklungen auf dem Feld neuer Reaktortypen (z.B. Generation IV-Reaktoren, kleine modulare Reaktoren SMR) unter dem Aspekt zu verfolgen, welchen Einfluss diese Entwicklungen auf die Entsorgungsprogramme und damit auch auf favorisierte Entsorgungsoptionen in den Ländern haben könnten, die diese neuen Reaktortypen einsetzen würden. Das Forschungsvorhaben soll in einem ersten Schritt den aktuellen Stand von W&T zu den angegebenen alternativen Entsorgungsoptionen (plus möglicher weiterer) zusammenfassen und darstellen. Anschließend sollen in einem jährlichen Rhythmus kurze Fortschreibungsberichte erstellt werden. Zu den Aufgaben des FoV gehört es auch, die nationalen und vor allem internationalen Entwicklungen auf dem Feld der alternativen Entsorgungsoptionen zu verfolgen und das BfE über wesentliche Entwicklungen frühzeitig zu informieren.
Das Projekt "Charakterisierung von orographisch beeinflusster Bereifung und sekundärer Eisproduktion und deren Auswirkungen auf Niederschlagsraten mittels Radarpolarimetrie und Dopplerspektren (CORSIPP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Niederschlag ist eine wichtige Komponente des hydrologischen Kreislaufs. Um zu verstehen, wie sich der Wasserhaushalt in einem sich erwärmenden Klima verändert, ist ein umfassendes Verständnis der Niederschlagsbildungsprozesse erforderlich. In den mittleren Breiten wird der meiste Niederschlag unter Beteiligung der Eisphase in Mischphasenwolken erzeugt, aber die genauen Interaktionen zwischen Eis, flüssigem Wasser, Wolkendynamik, orografischem Antrieb und Aerosolpartikeln während der Eis-, Schnee- und Regenbildung sind nicht gut verstanden. Dies gilt insbesondere für Bereifungs- und Sekundäre Eisproduktion (SIP) Prozesse, die mit den größten quantitative Unsicherheiten in Bezug auf die Schneefallbildung verbunden sind. Die Lücken in unserem Verständnis von SIP- und Bereifungsprozesse zu schließen, ist vor allem für Gebirgsregionen entscheidend, die besonders anfällig für Änderungen des Niederschlags und des Wasserhaushalts, wie z.B. des Verhältnisses zwischen Regen und Schneefall, sind. In diesem Antrag wird ein Forschungsprojekt vorgeschlagen, das sich dem Verständnis von Bereifungs- und SIP-Prozessen in komplexem Terrain widmet. Dazu werden wir ein innovatives, simultan sendendes und simultan empfangendes (STSR), scannendes W-Band-Wolkenradar zusammen mit einer neuartigen In-situ-Schneefallkamera eine ganze Wintersaison lang in den Rocky Mountains von Colorado, USA betreiben. Die Instrumente werden Teil der Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Surface Atmosphere Integrated Field Laboratory (SAIL) Kampagne sein, bei der ein Ka-Band und ein X-Band Radar eingesetzt werden. Durch die Kombination von spektralen polarimetrischen und Multifrequenz-Doppler-Radarbeobachtungen mit empirischen und Bayes'schen Machine Learning Verfahren werden wir Bereifungs- und SIP-Ereignisse identifizieren und deren Einfluss auf die Schneefallrate quantifizieren. Dies erfordert die Erweiterung des Passive and Active Microwave radiative TRAnsfer Modells (PAMTRA) mit zusätzlichen polarimetrischen Variablen und modernsten Berechnungen von Streueigenschaften. Durch die Nutzung der umfangreichen kollokierten Messungen während SAIL wird es ermöglicht, die beobachteten Prozessraten mit Umweltbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Flüssigwasserpfad sowie mit der Wolkendynamik in Beziehung zu setzen. Darüber hinaus werden wir einen besonderen Fokus auf den Einfluss von vertikalen Luftbewegungen legen, die unter orographischen Bedingungen häufig auftreten. Zusammengenommen wird das vorgeschlagene Projekt unser Verständnis von Bereifungs- und SIP-Prozessen in komplexem Gelände verbessern.
Das Projekt "Teilvorhaben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Physik, Institut für Kern- und Teilchenphysik durchgeführt. 1.Entwicklung effektiver Anordnungen für den hoch-präzisen Nachweis der neutronen-induzierten Spaltung 2.Einrichtung eines unterirdischen Messplatzes für geringe Radioaktivität und seine Nutzung im Zusammen- hang mit der Transmutationsforschung Zu 1.) Im Zentrum für den hochpräzisen Nachweis der neutroneninduzierten Spaltung steht der Bau einer schnellen Ionisationskammer für Spaltfragmente. Mit der Photoneutronenquelle und dem Deuteriumsstrahl des DT-Generators kann die Kammer kalibriert werden hierfür muss der DT-Generator mit einem Deuteriumtarget ausgerüstet werden und als DD-Generator betrieben werden. Zu 2.) Zu Beginn steht die Entwicklung und der Aufbau für eine Alpha-Spektroskopie Anlage mit geringem Untergrundlabor im Felsenkellerlabor Dresden. Parallel dazu findet die Präparation der Nd und Sm-Targets statt. Ebenfalls parallel dazu sollen erste Neutronenaktivierungen mit dem DT-Generator durchgeführt werden, die gammaspektrometrisch analysiert werden. Diese Aktivierungen werden während der gesamten Förderperiode durchgeführt um Wirkungsquerschnitte für neutroneninduzierte Reaktionen an Cd, Ge, Te, Zn und Nd durchzuführen. Nach Fertigstellung der Alpha-Kammer soll der Halbwertszeit des Nd-144 Zerfalls bestimmt werden, parallel dazu der Aufbau eines Low-Background Röntgendetektors im Felsenkeller begonnen werden. Nach einer Erprobungsphase soll mit dieser Kammer der Ge68-Zerfall studiert werden, das durch Neutronenaktivierung am DT-Generator erzeugt wurde. Nach Beendigung der Nd-Messung wird die Sm-Probe in der Alpha-Kammer gemessen.
Das Projekt "Studie zur Partitionierung und Transmutation (P&T) hochradioaktiver Abfälle - Beiträge (der GRS) zu Sicherheitsaspekten der Abtrennung und Umwandlung langlebiger hochradioaktiver Nuklide" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Das Ziel der Studie zu P&T von hochradioaktiver Abfälle ist es, das Potential, den Stand von Wissenschaft und Technik sowie die Chancen und Risiken dieser Technologie detailliert herauszuarbeiten und in einem Bericht zusammenzuführen. Dies soll dazu dienen, Entscheidungsträger umfangreicht und umfassend über die P&T-Option zu informieren. Die Gesamtstudie ist in zwei Module eingeteilt: Modul A befasst sich mit den wissenschaftlichen Aspekten von P&T und wird von KIT unter Mitwirkung von HZDR, RWTH, FZJ und GRS koordiniert; im Modul B werden dezidiert die Chancen- und Risikobewertungen vorgenommen. Die GRS beleuchtet dazu insbesondere die sicherheitsrelevanten Aspekte der P&T-Technologie. Dabei werden die wesentlichen Sicherheitsaspekte und Gefährdungspotenziale identifiziert und beschrieben. Die GRS wird im Rahmen der Studie das AP5 'Sicherheitsaspekte' koordinieren, in dem die nukleare Sicherheit von Transmutationsanlagen, aber auch Kritikalitäts- und verfahrenstechnische Fragestellungen bei Partitionierung, Rückbau und Endlagersicherheit untersucht werden. Im Arbeitspunkt 3 des AP5 wird die nukleare Sicherheit von Transmutationsanlagen im Hinblick auf grundlegenden Sicherheitsanforderungen für Kernreaktoren bewertet. Ausgehend von den zu erwartenden Bestrahlungsbedingungen (Neutronenfluss, Energie, Temperatur etc.) werden in Arbeitspunkt 4 Anforderungen an die thermomechanische und chemische Stabilität des Brennstoffs abgeleitet. Weiterhin werden für die in der Studie zu betrachtenden Transmutationsanlagen grundlegende Störfallbetrachtungen angestellt und dabei zu erwartende Störfalllasten für Strukturen und Brennstoff diskutiert. Schließlich wird in Arbeitspunkt 7 die Sicherheitscharakteristik abgeschalteter Transmutationsanlagen bewertet. Für das Arbeitspaket 4 der Studie 'Stand der Grundlagen- und technologischen Forschung' liefert die GRS außerdem einen Beitrag zum Statusreport für alle existierende Bestrahlungseinrichtungen mit schnellem Neutronenspektrum.
Das Projekt "PROM–IMPRINT: Verbesserung des Verständnisses von eismikrophysikalischen Prozessen durch Kombination von Multi-Frequenz und spektraler Radarpolarimetrie sowie Super-Partikel Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Polarimetrische Radar Beobachtungen zeigen eine detaillierte und komplexe Sicht der Mikrophysik von Wolken und Niederschlag. Die Nutzung diese Daten ist jedoch immer noch eine große Herausforderung, z.B. aufgrund der zahllosen unterschiedlichen Formen und Größen von Eispartikeln und Schneeflocken. Dieses Wirrwarr zu entschlüsseln, ist das Ziel dieses Forschungsprojektes. Um dies zu erreichen, wird eine spezielle Messkampagne mit den modernsten polarimetrischen Radargeräten durchgeführt werden, um winterliche stratiforme Mischwolken zu vermessen. Durch die Kombination von Multifrequenz-Messung und spektraler Polarimetrie stellen diese Beobachtungen eine nie dagewesene Informationsfülle bereit. Der Detailreichtum diese Daten wird es erlauben, empirische Hypothesen für dominanten wolkenmikrophysikalische Prozessen in bestimmten Wolkenregionen zu entwickeln. Derartige Hypothesen werden auch polarimetrische Fingerabdrücke oder Signaturen genannt, deren Interpretation und Gültigkeit allerdings für Mischwolken noch recht unsicher ist. Um diese Hypothesen zu konkretisieren und zu quantifizieren, wird ein Lagrangesches Monte-Carlo Partikelmodell verwendet. Unter Verwendung einer Modellhierarchie vom 3d mesoskaligen Modell ICON mit parametrisierter Wolkenmikrophysik hin zum 1d spektral aufgelösten Monte-Carlo Prozessmodell, werden die beobachteten Fälle und Phänomene simuliert, mit dem Ziel die Interpretation auf ein solide physikalisch-theoretische Basis zu stellen. Das Testen von Hypothesen erfolgt natürlich auch in die andere Richtung, d.h. alternative Modellformulierungen und -annahmen können anhand der Beobachtungsdaten kritisch getestet und validiert bzw. falsifiziert werden. Um die Lücke zwischen Modell und Beobachtung zu schließen, ist ein verläßlicher polarimetrischer Radar-Vorwärtsoperator notwendig, der im Rahmen des Projekt entwickelt bzw. verbessert wird. So werden z.B. Streurechnungen für partiell bereifte Schneeflocken durchgeführt werden. Durch diese schlagkräftige Kombination von modernsten Beobachtungssystemen und detailierten Modellen mit einem konsistenten Vorwärtsoperator werden Prozesse wie Depositionswachstum, Aggregation, Bereifen und Eismultiplikation untersucht werden und unser derzeitiges Wissen über diese Prozesse wird kritisch hinterfragt, getestet und erweitert. Basierend auf diesem verbesserten Prozessverständnis erhoffen wir uns die Parametrisierungen von Wolken- und Niederschlagsprozessen in Wetter- und Klimamodellen verbessern zu können. Nur mit solch verbesserten Prozessparametrisierungen wird es mittelfristig möglich sein, die reichhaltige Information, die die modernen polarimetrischen Radarsysteme bieten, in Wettervorhersagesystemen zu assimilieren, um so die Vorhersagen von Wolken und Niederschlag weiter zu verbessern.
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